JP2014114521A - Method for manufacturing nonwoven fabric substrate for air filter or mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大気中の微小ダストを効率よく捕集するエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法並びにエアフィルター及びマスクに関し、更に詳しくは、ナノファイバーを適用して、高効率で低圧損、かつ長期使用に耐える信頼性の高いエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法並びにエアフィルター及びマスクに関する。 The present invention relates to a method for producing an air filter or a non-woven fabric substrate for a mask that efficiently collects minute dust in the atmosphere, and more particularly, to apply a nanofiber to achieve high efficiency and low pressure loss. The present invention also relates to a method for manufacturing a highly reliable air filter or mask nonwoven fabric substrate that can withstand long-term use, and an air filter and mask.
大気中に存在する微小ダスト、花粉、自動車の排気ガス、塵埃、黄砂などを高効率かつ低圧損で捕集するエアフィルターが市販され、活用されている。その一例として、不織布を用いた交換型の各種エアフィルターやマスクが提案されている。
一般的なものとしては、フィルター層に、エレクトレット処理を施したメルトブロー不織布を用いるものである。このエレクトレット処理は、圧損を上昇させずに、除塵効率を高める手法として広く普及している。
しかしながら、エレクトレット処理は、処理後の使用状態において、大気中の温度、湿度により、帯電が徐々に失活し、効率が使用時に低下する傾向があり、長期使用における信頼性に難点が指摘されること、また、エアの通過流速に効率が大きく影響するため、大風量や高流速下でのダスト捕集効率が保証されない等の難点が指摘されている。
その一方、近年では、ダストのみならず、ウイルスや病原菌の防御フィルターやマスクなどに信頼性の高いフィルターが要望されている。
Air filters that collect minute dust, pollen, automobile exhaust, dust, yellow sand, etc. present in the atmosphere with high efficiency and low pressure loss are commercially available and utilized. As an example, various exchangeable air filters and masks using nonwoven fabric have been proposed.
As a general thing, the melt blown nonwoven fabric which performed the electret process for the filter layer is used. This electret process is widely used as a technique for increasing dust removal efficiency without increasing pressure loss.
However, electret treatment has a tendency to be gradually deactivated due to temperature and humidity in the atmosphere in the use state after treatment, and the efficiency tends to decrease during use. In addition, since the efficiency greatly affects the flow velocity of air, it has been pointed out that the dust collection efficiency under a large air volume and high flow velocity is not guaranteed.
On the other hand, in recent years, there has been a demand for a highly reliable filter not only for dust but also for a filter or mask for viruses and pathogens.
上記の難点や要望の観点から、近年、エレクトロスピニング法によるナノファイバーを利用したエアフィルターが提案されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。ナノファイバー径としては、１００〜５００ｎｍのレベルにある。
ここで、エアフィルターとしては、高いダスト捕集率が求められるが、一方、低圧損で通気度の高いものも、求められている。この相反した要求のために、ナノファイバーの使用目付重量は、小さいものになる。また、ナノファイバー自体は、低強度のために巻き取ることができず、剛性（いわゆる“腰”）がなく、ナノファイバー単独では利用できないという欠点がある。このため、スパンボンド不織布や湿式不織布などの他の基材の上に、ナノファイバーを紡出する必要がある。
しかしながら、この場合、ナノファイバーを単にこのような支持体に紡出しても、両層間は、接着しておらず、容易に剥離するため、プリーツ加工などを施すことができず、実用に至らないという難点がある。
そのため、従来技術の難点を解決し、ナノファイバーを利用した、実用的なエアフィルターやマスクの開発が強く望まれている。
In recent years, air filters using nanofibers by an electrospinning method have been proposed in view of the above-mentioned difficulties and demands (see, for example, Patent Documents 1 to 5). The nanofiber diameter is at a level of 100 to 500 nm.
Here, the air filter is required to have a high dust collection rate, but is also required to have a low pressure loss and high air permeability. Due to this conflicting requirement, the weight per unit area of the nanofiber is small. In addition, the nanofiber itself cannot be wound due to low strength, has no rigidity (so-called “waist”), and cannot be used alone. For this reason, it is necessary to spin nanofibers on other substrates such as spunbond nonwoven fabrics and wet nonwoven fabrics.
However, in this case, even if the nanofibers are simply spun onto such a support, both layers are not bonded and easily peeled off, so that pleating or the like cannot be performed, and this is not practical. There is a difficulty.
Therefore, development of practical air filters and masks that solve the problems of the prior art and use nanofibers is strongly desired.
本発明の目的は、上記の従来技術のナノファイバーを利用したエアフィルターの問題点に鑑み、ナノファイバーを適用して、高効率で低圧損、かつ長期使用に耐える、また、エアの通過流速にダスト捕集効率が影響しない信頼性の高い不織布製エアフィルターを製造する方法、特に、ナノファイバー層を上下の機能の異なる不織布基材と接合して、それらの層間剥離を防止し、プリーツ加工性を向上させたエアフィルター又はマスク用不織布基材を簡便な方法によって製造する方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of air filters using nanofibers of the prior art, and apply nanofibers to withstand high-efficiency, low-pressure loss and long-term use. A method for manufacturing highly reliable nonwoven air filters that do not affect the dust collection efficiency, especially by joining nanofiber layers to nonwoven substrates with different upper and lower functions to prevent their delamination and pleatability An object of the present invention is to provide a method for producing a non-woven fabric base material for air filter or mask with improved simpleness by a simple method.
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、不織布上に、平均繊維径が５０〜４００ｎｍのナノファイバー層を０．０３〜１．０ｇ／ｍ２の目付重量の範囲内で積層し、さらに、別種の不織布面上に、繊維状又はパウダー状の接着剤を散布し、両不織布を積層することによって、特に、低圧損のフィルター性能を有するエアフィルター又はマスク用不織布基材を、簡便な工程によって、経済的にも安価に達成する方法を見出し、これらの知見に基づき、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research. As a result, a nanofiber layer having an average fiber diameter of 50 to 400 nm is formed on a nonwoven fabric with a basis weight of 0.03 to 1.0 g / m 2 . Laminate within the range, and further spray a fibrous or powdery adhesive on the surface of another type of non-woven fabric, and laminate both non-woven fabrics. A method for achieving the substrate at a low cost economically by a simple process has been found, and the present invention has been completed based on these findings.
すなわち、本発明の第１の発明によれば、下記の第１工程〜第３工程を含むことを特徴とするエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法が提供される。
第１工程：不織布Ａの片側上面に、平均繊維径が５０〜４００ｎｍのナノファイバー不織布層Ｂを０．０３〜１．０ｇ／ｍ２の目付重量で積層し、複合不織布Ｃを作製する工程
第２工程：不織布Ｄ上に、繊維状に紡出された湿気硬化型ポリウレタン接着剤をランダムに散布し、又はポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びポエチレン（ＰＥ）からなる群から選ばれる少なくとも一種のホットメルトパウダー接着剤をランダムに散布し、加熱溶融する工程
第３工程：前記接着剤が付与された不織布Ｄ上に、複合不織布Ｃを積層し、冷間プレスロールにより、該接着剤を複合不織布Ｃのナノファイバー層Ｂを通して不織布Ａ層側に滲出させて、貼り合せ、エアフィルター又はマスク用不織布基材を作製する工程
That is, according to 1st invention of this invention, the manufacturing method of the nonwoven fabric base material for air filters or mask characterized by including the following 1st process-3rd process is provided.
1st process: The process of producing the composite nonwoven fabric C by laminating | stacking the nanofiber nonwoven fabric layer B with an average fiber diameter of 50-400 nm on the one-side upper surface of the nonwoven fabric A with a weight per unit area of 0.03-1.0 g / m < 2 >. Two steps: Moisture-curing polyurethane adhesive spun into fibers is randomly sprinkled on the nonwoven fabric D, or polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) and polyethylene. (PE) At least one hot melt powder adhesive selected from the group consisting of (PE) is randomly dispersed and heated and melted. Third step: On the nonwoven fabric D provided with the adhesive, the composite nonwoven fabric C is laminated, With a cold press roll, the adhesive is leached to the nonwoven fabric A layer side through the nanofiber layer B of the composite nonwoven fabric C, bonded, air filter or Step of fabricating the disk for nonwoven substrate
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、不織布Ａは、平均繊維径が１〜８μｍ、目付重量が５〜３０ｇ／ｍ２のメルトブロー不織布であることを特徴とするエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法が提供される。 According to the second invention of the present invention, in the first invention, the nonwoven fabric A is a melt blown nonwoven fabric having an average fiber diameter of 1 to 8 μm and a basis weight of 5 to 30 g / m 2. A method for producing a nonwoven fabric substrate for an air filter or mask is provided.
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、ナノファイバー不織布層Ｂは、原料素材がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリアミド（ＰＡ）からなる群から選ばれ、エレクトロスピニング法によって作製された目付重量が０．０３〜１ｇ／ｍ２のナノファイバー不織布であることを特徴とするエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法が提供される。 Further, according to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the nanofiber nonwoven fabric layer B is made of raw materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN) and Production of a nonwoven fabric substrate for an air filter or mask, characterized in that it is a nanofiber nonwoven fabric selected from the group consisting of polyamide (PA) and produced by electrospinning and having a weight per unit area of 0.03 to 1 g / m 2 A method is provided.
また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明において、不織布Ｄは、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、スパンレース不織布、スパンボンド不織布および湿式不織布からなる群から選ばれる少なくとも一種であり、繊維素材がポリエステル、レーヨン、ポリオレフィン、綿およびパルプからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、かつ不織布の平均繊維径が１０〜４０μｍ、エアフィルター用では目付重量が５０〜１２０ｇ／ｍ２、厚みが０．２５〜０．７ｍｍ、マスク用では目付重量が１０〜５０ｇ／ｍ２、厚みが０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とするエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法が提供される。 According to a fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, the nonwoven fabric D is selected from the group consisting of a thermal bond nonwoven fabric, a chemical bond nonwoven fabric, a spunlace nonwoven fabric, a spunbond nonwoven fabric, and a wet nonwoven fabric. It is at least one selected, and the fiber material is at least one selected from the group consisting of polyester, rayon, polyolefin, cotton and pulp, and the average fiber diameter of the nonwoven fabric is 10 to 40 μm. 120 g / m 2, a thickness of 0.25～0.7Mm, nonwoven air filter or mask, characterized in that the mask basis weight weight 10 to 50 g / m 2, the thickness is 0.1~0.3mm A method of manufacturing a substrate is provided.
また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明に係るエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法から得られる不織布基材を用いてなり、かつ風速５．３ｃｍ／秒の際の圧力損失が３００Ｐａ以下およびダスト捕集効率が５０〜９９．９９％である性能を有することを特徴とするエアフィルターが提供される。
さらに、本発明の第６の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明に係るエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法から得られる不織布基材を用いてなり、かつ風速５．３ｃｍ／秒の際の圧力損失が３００Ｐａ以下およびダスト捕集効率が５０〜９９．９９％である性能を有することを特徴とするマスクが提供される。
Moreover, according to 5th invention of this invention, it uses the nonwoven fabric base material obtained from the manufacturing method of the nonwoven fabric base material for air filters which concerns on any 1st-4th invention, or a mask, and the wind speed is 5. There is provided an air filter characterized in that the pressure loss at 3 cm / sec is 300 Pa or less and the dust collection efficiency is 50 to 99.99%.
Furthermore, according to the sixth invention of the present invention, the nonwoven fabric substrate obtained from the method for producing a nonwoven fabric substrate for air filter or mask according to any one of the first to fourth inventions is used, and the wind speed is 5. There is provided a mask characterized in that the pressure loss at 3 cm / sec is 300 Pa or less and the dust collection efficiency is 50 to 99.99%.
本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法は、フィルターユニット化やフィルターの稼働中、或いはマスクの加工の際に、層間剥離を伴うことなく、低圧損で高効率、且つ長期安定して性能が持続するエアフィルター又はマスク用不織布基材を、簡便な工程により、容易に得ることができる。 The air filter or mask nonwoven fabric manufacturing method of the present invention is highly efficient and stable for a long time with low pressure loss without delamination during filter unitization, filter operation, or mask processing. Thus, a non-woven fabric substrate for an air filter or a mask whose performance is sustained can be easily obtained by a simple process.
本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法は、下記の第１工程〜第３工程を含むことを特徴とする。
第１工程：不織布Ａの片側上面に、平均繊維径が５０〜４００ｎｍのナノファイバー不織布層Ｂを０．０３〜１．０ｇ／ｍ２の目付重量で積層し、複合不織布Ｃを作製する工程
第２工程：不織布Ｄ上に、繊維状に紡出された湿気硬化型ポリウレタン接着剤をランダムに散布し、又はポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びポエチレン（ＰＥ）からなる群から選ばれる少なくとも一種のホットメルトパウダー接着剤をランダムに散布し、加熱溶融する工程
第３工程：前記接着剤が付与された不織布Ｄ上に、複合不織布Ｃを積層し、冷間プレスロールにより、該接着剤を複合不織布Ｃのナノファイバー層Ｂを通して不織布Ａ層側に滲出させて、貼り合せ、エアフィルター又はマスク用不織布基材を作製する工程
以下、本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法などについて、項目毎に、説明する。
The method for producing an air filter or mask nonwoven fabric substrate of the present invention includes the following first to third steps.
1st process: The process of producing the composite nonwoven fabric C by laminating | stacking the nanofiber nonwoven fabric layer B with an average fiber diameter of 50-400 nm on the one-side upper surface of the nonwoven fabric A with a weight per unit area of 0.03-1.0 g / m < 2 >. Two steps: Moisture-curing polyurethane adhesive spun into fibers is randomly sprinkled on the nonwoven fabric D, or polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) and polyethylene. (PE) At least one hot melt powder adhesive selected from the group consisting of (PE) is randomly dispersed and heated and melted. Third step: On the nonwoven fabric D provided with the adhesive, the composite nonwoven fabric C is laminated, With a cold press roll, the adhesive is leached to the nonwoven fabric A layer side through the nanofiber layer B of the composite nonwoven fabric C, bonded, air filter or The following step of fabricating the disk for nonwoven substrate, for such method for producing a nonwoven substrate for an air filter or mask of the present invention, for each item will be described.
１．第１工程
図１は、第１工程を説明する模式図である。不織布Ａをエレクトロスピニング法ナノファイバー紡出装置を通過させて、その片面上（図１では下面側）に、ナノファイバー層Ｂを形成させ、そのままロール状に巻き回して、複合不織布Ｃを得る。
1. 1st process FIG. 1: is a schematic diagram explaining a 1st process. The nonwoven fabric A is passed through an electrospinning nanofiber spinning device to form a nanofiber layer B on one surface (the lower surface side in FIG. 1) and wound as it is to obtain a composite nonwoven fabric C.
２．第２工程および第３工程
次に、図２に示すように、別途用意された不織布Ｄの上に、湿気硬化型ポリウレタン接着剤を繊維状にランダムな方向に紡出、散布し、そののち前工程で得られた複合不織布Ｃと積層して、冷間加圧ロールで軽く圧接する。その結果、最終的に、図４に示す積層構造のエアフィルター又はマスク用不織布基材が得られる。また、エアフィルターに用いた際には、ナノファイバーの効果により、エア流速の増加に伴うダスト効率の低下が抑えることができる。
2. 2nd process and 3rd process Next, as shown in FIG. 2, on the nonwoven fabric D prepared separately, a moisture hardening type polyurethane adhesive is spun and spread | dispersed in the fiber at random directions, and the after that The composite nonwoven fabric C obtained in the process is laminated and lightly pressed with a cold pressure roll. As a result, the air filter or mask nonwoven fabric substrate having the laminated structure shown in FIG. 4 is finally obtained. In addition, when used in an air filter, a decrease in dust efficiency accompanying an increase in air flow rate can be suppressed by the effect of nanofibers.
ここで、第３工程として、不織布Ｃ，Ｄを冷間で軽くプレスする理由は、ナノファイバー層Ｂやメルトブロー層であるＡ不織布がロールで圧接されても、スプリングバックして、もとの形状（厚み、空隙度など）に復元し、圧力損失の上昇を招かないことによる。とくに、湿気硬化型のポリウレタン系接着剤を用いる場合には、接着に、特に熱を必要とせず、大気中の湿気（水分）により、硬化する接着機構であるので、加圧の際に、熱が掛からず、構成不織布Ｃ、Ｄ層の“潰れ”による圧縮が起きないため、特に好ましい。
また、前記接着剤を、ナノファイバー層Ｂを通して不織布Ａ側に滲出させて、層間を接合するので、接合工程が簡略となる。
Here, as a third step, the reason why the nonwoven fabrics C and D are lightly pressed in the cold is that the nanofiber layer B or the melt-blown layer A nonwoven fabric is spring-backed even if pressed with a roll, and the original shape By restoring (thickness, porosity, etc.) and not causing an increase in pressure loss. In particular, when a moisture-curing polyurethane adhesive is used, no particular heat is required for adhesion, and the adhesive mechanism is cured by moisture (moisture) in the atmosphere. Is not preferred, and the non-woven fabrics C and D are not particularly compressed due to “collapse”.
Moreover, since the said adhesive is made to exude to the nonwoven fabric A side through the nanofiber layer B, and a layer is joined, a joining process becomes simple.
また、前記湿気硬化型のポリウレタン接着剤の代わりに、ホットメルトタイプの接着剤を用いることもできる。
このホットメルトタイプの接着剤を用いる方法は、図３に示すように、不織布Ｄ上に、ホットメルトパウダー樹脂を散布し、これを加熱炉に導入して、散布された接着剤のみを溶融し、加熱炉を出た直後に、複合不織布Ｃと積層し、ただちに冷間加圧ロールで軽く圧接することによって、溶融状態の接着剤を、ナノファイバー層Ｂを通して不織布Ａ側に滲出させ、層間を接合する。
Further, a hot melt type adhesive may be used instead of the moisture curing type polyurethane adhesive.
As shown in FIG. 3, the method using this hot melt type adhesive spreads hot melt powder resin on the nonwoven fabric D, introduces it into a heating furnace, and melts only the spread adhesive. Immediately after leaving the heating furnace, the composite nonwoven fabric C is laminated and immediately pressed lightly with a cold pressure roll to allow the molten adhesive to exude to the nonwoven fabric A side through the nanofiber layer B. Join.
上記のいずれの方法においても、第３工程の貼り合わせにおいて、不織布Ｃ，Ｄを冷間で軽くプレスする理由は、ナノファイバー不織布層Ｂやメルトブロー層であるＡ不織布がロールで圧接されても、スプリングバックして、もとの形状（厚み、空隙度など）に復元し、圧力損失を招かないことによる。さらには、冷間ロールのギャップのゲージを取ることによって、ロール圧着の程度を調整することも可能である。このような操作によって、構成不織布本来の構造を変えることなく、不織布Ｄ上の接着剤を対面の不織布Ａに滲み出させて、接合することは、本発明の特徴である。
このようにして、本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法から、図４に示す構成のエアフィルター又はマスク用不織布基材を得ることができる。
In any of the above methods, in the bonding in the third step, the reason for lightly pressing the nonwoven fabrics C and D in the cold is that the nanofiber nonwoven fabric layer B or the A nonwoven fabric that is the melt blow layer is pressed by a roll, This is because the spring shape is restored to the original shape (thickness, porosity, etc.) and no pressure loss is caused. Furthermore, it is possible to adjust the degree of roll pressing by taking a gauge of the gap of the cold roll. It is a feature of the present invention that the adhesive on the nonwoven fabric D oozes out to the facing nonwoven fabric A without changing the original structure of the constituent nonwoven fabric by such an operation.
In this way, the air filter or mask nonwoven fabric substrate having the structure shown in FIG. 4 can be obtained from the method for producing an air filter or mask nonwoven fabric substrate of the present invention.
次に、本発明を構成する不織布層Ａ，Ｂ，Ｃ、Ｄ、及び接着剤について、以下に説明する。 Next, the nonwoven fabric layers A, B, C, D and the adhesive constituting the present invention will be described below.
３．不織布Ａ
本発明において、不織布Ａとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）素材で製造される長繊維からなるメルトブロー不織布、スパンボンド不織布や、ポリエステルやポリオレフィンの短繊維で構成されるサーマルボンド不織布、ポリエステル、レーヨン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリプロピレンを含むポリオレフィン、綿またはパルプのいずれか１種または数種類から構成されるケミカルボンド不織布・スパンレース不織布・湿式不織布などが使用できる。
中でも、メルトブロー不織布は、自由表面の微小な繊維の凹凸により、アンカー効果でナノファイバー層との密着が強くなり、次工程（第３工程）での開反や積層する際のナノファイバー層の剥離を防止するので好ましい。
さらに、メルトブロー不織布の素材は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）のいずれであっても、特に差支えないが、ポリプロピレン（ＰＰ）であることが望ましい。その理由は、溶融粘度が低く、細い繊維を得やすいことと、電気的に荷電しやすく、ＰＶＤＦなどをエレクトロスピニングする際に付加される電界により、必然的に静電荷が付与されるので、ダスト捕集効率の更なる向上に寄与するためである。すなわち、ナノファイバー層との相乗効果により、高いダスト捕集効率が得られる。さらに、この電気的帯電によって、メルトブロー不織布Ａとナノファイバー不織布層Ｂが密着するので、開反、積層などの加工工程での層間剥離などを予防することができ、好適である。
また、このようなメルトブロー不織布Ａを構成する繊維の平均繊維径は、１〜８μｍの範囲から選ばれることが好ましい。
3. Nonwoven A
In the present invention, the non-woven fabric A is composed of a melt blown non-woven fabric, a spunbond non-woven fabric, a polyester or a polyolefin short fiber made of a long fiber manufactured from polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), or polyethylene (PE). Chemical bond nonwoven fabrics, spunlace nonwoven fabrics, wet nonwoven fabrics, etc. composed of any one or several types of thermal bond nonwoven fabrics, polyester, rayon, polyvinyl alcohol (PVA), polyolefins including polypropylene, cotton or pulp can be used.
Among them, melt blown nonwoven fabrics have a strong contact with the nanofiber layer by the anchor effect due to the unevenness of the fine fibers on the free surface, and the nanofiber layer is peeled off during the next process (third process). This is preferable.
Further, the material of the melt blown nonwoven fabric may be any of polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene (PE), but is preferably polypropylene (PP). The reason for this is that the melt viscosity is low, it is easy to obtain fine fibers, it is easy to be electrically charged, and an electrostatic charge is inevitably imparted by the electric field applied when electrospinning PVDF or the like. This is to contribute to further improvement in the collection efficiency. That is, high dust collection efficiency is obtained by the synergistic effect with the nanofiber layer. Furthermore, since the melt-blown nonwoven fabric A and the nanofiber nonwoven fabric layer B are brought into close contact with each other by this electrical charging, it is possible to prevent delamination in processing steps such as opening and lamination, which is preferable.
Moreover, it is preferable that the average fiber diameter of the fiber which comprises such a melt blown nonwoven fabric A is chosen from the range of 1-8 micrometers.
４．ナノファイバー層Ｂ及び複合不織布Ｃ
ナノファイバー不織布Ｂ層は、平均繊維径が５０〜４００ｎｍ、目付重量が０．０３〜１ｇ／ｍ２であり、原料素材として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリアミド（ＰＡ）からなる群から選ばれることを特徴とする。
このナノファイバー層Ｂは、低目付重量であるので、強度が低く、自立して巻き取ることが困難である。このため、支持体としての不織布Ａの上に、ナノファイバーを紡出する必要があり、これによって、ナノファイバー不織布Ｂと不織布Ａを積層して、複合不織布Ｃを得る。
この不織布Ｃでは、不織布Ａ、Ｂがエレクトロスピニングの際、静電気を荷電し、相互に電気的に接合しているため、その後の開反や積層過程での剥離を招くことが抑えられる。
また、ナノファイバー不織布Ｂ層の紡出目付重量は、上記のように、０．０３〜１ｇ／ｍ２であって、０．０３ｇ／ｍ２未満では、ダスト捕集効率が十分でなく、一方、１ｇ／ｍ２を超えると、圧損が大きくなり過ぎ、エアフィルター又はマスク用不織布基材としては不適当である他、不織布Ｄ上に散布した接着剤が、ナノファイバー層を通過して不織布Ａ側に滲出しにくくなり、層間剥離を招きやすく、不適当である。
4). Nanofiber layer B and composite nonwoven fabric C
The nanofiber nonwoven fabric B layer has an average fiber diameter of 50 to 400 nm and a weight per unit area of 0.03 to 1 g / m 2. As raw materials, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN) ) And polyamide (PA).
Since the nanofiber layer B has a low weight per unit area, the nanofiber layer B has low strength and is difficult to wind up independently. For this reason, it is necessary to spin nanofibers on the nonwoven fabric A as a support, and thereby the nanofiber nonwoven fabric B and the nonwoven fabric A are laminated to obtain a composite nonwoven fabric C.
In this non-woven fabric C, the non-woven fabrics A and B are charged with static electricity during electrospinning and are electrically joined to each other, so that subsequent unfolding and peeling during the lamination process can be suppressed.
Also, spun weight per unit area of the nanofiber nonwoven fabric layer B, as described above, a 0.03~1g / m 2, is less than 0.03 g / m 2, the dust collecting efficiency is not sufficient, whereas If it exceeds 1 g / m 2 , the pressure loss becomes too large, and it is not suitable as a non-woven fabric base material for an air filter or a mask, and the adhesive spread on the non-woven fabric D passes through the nanofiber layer and passes through the non-woven fabric A. It is difficult to ooze to the side, easily causing delamination, and is inappropriate.
５．不織布Ｄ
不織布Ｄは、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布または湿式不織布のいずれでもよく、その繊維素材が、ポリエステル、レーヨン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリプロピレンを含むポリオレフィン、綿またはパルプのいずれか１種または数種類から選ばれ、その原綿繊維は、１０〜４０μｍの範囲にて構成される不織布であって、エアフィルターの不織布基材用では目付重量が５０〜１２０ｇ／ｍ２、厚みが０．２５〜０．７ｍｍの範囲にあることが望ましい。この不織布の機能は、高い剛性（腰）を持ち、プリーツ後の山の形状を保持することにある。また、マスクの不織布基材用では目付重量が１０〜５０ｇ／ｍ２、厚み０．１〜０．３ｍｍの範囲にあることが望ましい。
5. Nonwoven fabric D
Nonwoven fabric D may be any of a thermal bond nonwoven fabric, a chemical bond nonwoven fabric, a spunbond nonwoven fabric, a spunlace nonwoven fabric, or a wet nonwoven fabric, and the fiber material is polyester, rayon, polyvinyl alcohol (PVA), polyolefin containing polypropylene, cotton or pulp. The raw cotton fiber is a non-woven fabric configured in the range of 10 to 40 μm, and the weight per unit area is 50 to 120 g / m 2 for the non-woven fabric base material of the air filter. Is preferably in the range of 0.25 to 0.7 mm. The function of this non-woven fabric is to have high rigidity (waist) and to maintain the shape of the mountain after pleating. In addition, when the mask is used for a nonwoven fabric substrate, it is desirable that the weight per unit area is 10 to 50 g / m 2 and the thickness is 0.1 to 0.3 mm.
６．接着剤
本発明において、用いられる接着剤の１つに、ホットメルト型湿気硬化型ポリウレタンがある。これは、加熱により溶融する接着剤であり、樹脂を加熱溶融してスプレー状に不織布上に散布する。散布後、雰囲気中の水分により架橋固化するものである。
また、ホットメルト型パウダー状接着剤も用いられる。その素材は、低融点タイプ（１３０℃以下）のポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポエチレン（ＰＥ）などであり、パウダー粒度は、２００〜７００μｍの範囲のものが適している。パウダーの粒度が小さすぎる（２００μｍ未満）と、不織布Ａの中にパウダーが沈み込み、接着強度が弱くなり不適である。一方、パウダー粒径が７００μｍより大きい場合、樹脂の染み出しが多く、外観を阻害するため不適である。
さらに、本発明において、効果的な上記接着剤の使用方法として、散布される接着剤の量は、実用上の接着強度の保持に必要であるため、１〜２０ｇ／ｍ２の範囲が用いられ、２〜８ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。過度の接着剤量は、圧損の上昇、材料費の上昇を招き、好ましくない。また、過小の接着剤量では、安定した接着強度または剥離強度が得られない。
6). Adhesive One of the adhesives used in the present invention is hot-melt type moisture-curable polyurethane. This is an adhesive that melts by heating, and the resin is heated and melted and sprayed onto the nonwoven fabric. After spraying, it is crosslinked and solidified by moisture in the atmosphere.
A hot melt type powder adhesive is also used. The material is a low melting point type (130 ° C. or less) polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyethylene (PE), etc., and the powder particle size is 200 to 700 μm. A range is suitable. If the particle size of the powder is too small (less than 200 μm), the powder sinks into the non-woven fabric A, and the adhesive strength becomes weak, which is not suitable. On the other hand, when the powder particle size is larger than 700 μm, the resin oozes out and is unsuitable because it impairs the appearance.
Furthermore, in the present invention, as an effective method of using the above-mentioned adhesive, the amount of adhesive to be sprayed is necessary to maintain practical adhesive strength, and therefore a range of 1 to 20 g / m 2 is used. The range of 2-8 g / m 2 is preferable. An excessive amount of adhesive causes an increase in pressure loss and an increase in material cost, which is not preferable. Moreover, if the amount of the adhesive is too small, stable adhesive strength or peel strength cannot be obtained.
７．用途
本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法は、前記のように、フィルターユニット化やフィルターの稼働中、或いはマスクの加工の際に、層間剥離を伴うことなく、低圧損で高効率、且つ長期安定して性能が持続するエアフィルター又はマスク用不織布基材を、簡便な工程により、容易に得ることができる。
そのため、本発明の製造方法から得られたエアフィルター又はマスク用不織布基材は、エアフィルター用途や、マスク用途に好適であり、これらの用途では、好ましくは風速５．３ｃｍ／秒の際の圧力損失が３００Ｐａ以下およびダスト捕集効率が５０〜９９．９９％、より好ましくは風速５．３ｃｍ／秒の際の圧力損失が１００Ｐａ以下およびダスト捕集効率が９０〜９９．９９％である性能を有することが望ましい。
7). Use As described above, the method for producing an air filter or a non-woven fabric substrate for a mask according to the present invention is highly effective at low pressure loss without delamination during filter unitization, filter operation, or mask processing. An air filter or non-woven fabric substrate for a mask that can be efficiently and stably maintained for a long period of time can be easily obtained by a simple process.
Therefore, the non-woven fabric substrate for air filter or mask obtained from the production method of the present invention is suitable for air filter use and mask use. In these uses, the pressure at a wind speed of preferably 5.3 cm / sec is preferable. The performance is such that the loss is 300 Pa or less and the dust collection efficiency is 50 to 99.99%, more preferably the pressure loss is 100 Pa or less and the dust collection efficiency is 90 to 99.99% when the wind speed is 5.3 cm / sec. It is desirable to have.
本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、物性測定に使用した分析機器および測定方法は、以下の通りである。
The present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The analytical instruments and measurement methods used for measuring physical properties are as follows.
（各種物性測定法）
（１）通気度：
ＪＩＳ Ｌ１０９６「織物及び編物の生地試験方法」の８．２６．１Ａ法（フラジール形法）により、通気度［単位：ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ］を測定した。
（２）耐剥離性：
Ｔ型剥離試験を実施し、剥離時の材料破壊の有無を評価し、材料破壊が無ければ、良好と判定した。
（３）ダスト捕集効率：
ＴＳＩ製フィルター試験装置（ＭＯＤＥＬ ８１３０）を使用し、平均粒径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を発生させ、面風速５．３及び１５ｃｍ／秒の時の捕集効率［単位：％］を測定した。
（４）圧力損失：
ＴＳＩ製フィルター試験装置（ＭＯＤＥＬ ８１３０）を使用し、面風速５．３及び１５ｃｍ／秒の際の圧力損失［単位：Ｐａ］を測定した。
（５）不織布の目付重量：
試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ２当たりに換算して求めた［単位：ｇ／ｍ２］。
（６）不織布の厚み：
１００ｇ／１ｃｍ２の厚み計にて測定した。
(Various physical property measurement methods)
(1) Air permeability:
The air permeability [unit: cc / cm 2 / sec] was measured by the 8.26.1A method (Fragile method) of JIS L1096 “Fabric and knitted fabric test method”.
(2) Peel resistance:
A T-type peel test was conducted to evaluate the presence / absence of material destruction at the time of peeling.
(3) Dust collection efficiency:
Using a TSI filter test apparatus (MODEL 8130), NaCl particles having an average particle diameter of 0.3 μm were generated, and the collection efficiency [unit:%] at a surface wind speed of 5.3 and 15 cm / second was measured.
(4) Pressure loss:
Using a TSI filter test apparatus (MODEL 8130), the pressure loss [unit: Pa] at a surface wind speed of 5.3 and 15 cm / second was measured.
(5) Weight of nonwoven fabric:
A test piece of 100 × 100 mm was taken from the sample length direction, the weight in a water equilibrium state was measured, and calculated per 1 m 2 [unit: g / m 2 ].
(6) Thickness of the nonwoven fabric:
The thickness was measured with a thickness gage of 100 g / 1 cm 2 .
［実施例１］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法によりＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、次の通りであった。
ＡＲＫＥＭＡ社製ＰＶＤＦ ＫＹＮＡＲ７６１を、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）に溶解し、濃度１４％のポリマー溶液を作製した。次に、エルマルコ社製ＮＡＮＯ ＳＰＩＤＥＲ ＮＳ ＬＡＢ ５００を用い、印加条件４．５ｋｖ／ｃｍの条件で紡糸し、ナノファイバーの平均繊維径１１０ｎｍ、重量０．２７ｇ／ｍ２が積層された複合不織布Ｃを作製した。
[Example 1]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer were laminated on one side of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The spinning conditions of the nanofiber were as follows.
PVDF KYNAR761 manufactured by ARKEMA was dissolved in DMF (N, N-dimethylformamide) to prepare a polymer solution having a concentration of 14%. Next, a composite nonwoven fabric C in which NANO SPIDER NS LAB 500 manufactured by El Marco Co. was spun under an application condition of 4.5 kv / cm and an average fiber diameter of nanofibers of 110 nm and a weight of 0.27 g / m 2 was laminated. Produced.
２．第２工程および第３工程
次に、不織布Ｄとして、素材がポリエステル１００％で、目付重量が９０ｇ／ｍ２のサーマルボンド不織布の上に、ホットメルト型湿気硬化型ポリウレタン樹脂（ヘンケルジャパン社製）を３ｇ／ｍ２スプレー散布し、その上に、前記複合不織布Ｃのナノファイバー層をサーマルボンド不織布側にして重ねて、間隙０．５ｍｍのゲージを取ったロール間を通過させ、複合不織布Ｃのメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層を貼り合せ、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布基材を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, as a nonwoven fabric D, a hot-melt moisture-curable polyurethane resin (manufactured by Henkel Japan Co., Ltd.) is formed on a thermal bond nonwoven fabric having a material of 100% polyester and a basis weight of 90 g / m 2. 3 g / m 2 of spray, and the nanofiber layer of the composite non-woven fabric C is laminated on the thermal bond non-woven fabric side, and is passed between rolls having a gauge with a gap of 0.5 mm. Three layers of a melt blown nonwoven fabric, a nanofiber layer, and a thermal bond nonwoven fabric were bonded together to produce a nonwoven fabric substrate for a filter in which the nanofiber layers were sandwiched and the three layers were adhered.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表１に示す。
また、空気流速が増加しても、ダスト捕集効率の低下が殆どみられず、これは、後述の比較例１との対比により、ナノファイバー層がその効果を発揮しているものと考察される。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.
Moreover, even if the air flow rate increases, the dust collection efficiency is hardly decreased, and this is considered that the nanofiber layer exhibits its effect by comparison with Comparative Example 1 described later. The
［実施例２］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、実施例１と同様の方法で、ナノファイバーの平均繊維径１１０ｎｍ、重量０．２７ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 2]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer were laminated on one side of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The nanofiber spinning conditions were the same as in Example 1 to prepare a composite nonwoven fabric in which nanofiber average fiber diameter 110 nm and weight 0.27 g / m 2 were laminated.
２．第２工程および第３工程
次に、不織布Ｄとして、素材がポリエステル１００％で、目付重量が９０ｇ／ｍ２のサーマルボンド不織布の上に、ホットメルトパウダー（東洋インキ社製ＥＶＡパウダー）を８ｇ／ｍ２散布した後、加熱炉に導入し、ホットメルトパウダーを溶融させた。その上に、前記複合不織布Ｃのナノファイバー層をサーマルボンド不織布側にして重ね、間隙０．５ｍｍのゲージを取った冷却ロール間を通過させ、複合不織布Ｃのメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層を貼り合せ、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布基材を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, as the non-woven fabric D, hot melt powder (EVA powder manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) is applied at a rate of 8 g / g on a thermal bond non-woven fabric having a material of 100% polyester and a basis weight of 90 g / m 2. After spraying m 2, it was introduced into a heating furnace to melt the hot melt powder. The nanofiber layer of the composite nonwoven fabric C is laminated on the thermal bond nonwoven fabric side, and is passed between cooling rolls having a gauge with a gap of 0.5 mm, and the meltblown nonwoven fabric and nanofiber layer of the composite nonwoven fabric C, A non-woven fabric substrate for a filter in which the nanofiber layer was sandwiched and the three layers were bonded together was prepared by bonding three layers with the bond non-woven fabric.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表１に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.
［実施例３］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、次の通りであった。
ＰＶＡ（日本合成化学社製ポリビニルアルコール樹脂Ｚ２２０）を水に溶解し、濃度１６％のポリマー溶液を作製した。
実施例１と同様の方法で、ナノファイバーの平均繊維径１６０ｎｍ、重量０．３０ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 3]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVA (polyvinyl alcohol) polymer were laminated on one surface of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The spinning conditions of the nanofiber were as follows.
PVA (Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. polyvinyl alcohol resin Z220) was dissolved in water to prepare a polymer solution having a concentration of 16%.
In the same manner as in Example 1, a composite nonwoven fabric in which nanofibers having an average fiber diameter of 160 nm and a weight of 0.30 g / m 2 were laminated was produced.
２．第２工程および第３工程
次に、実施例１と同様の方法により、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, by the same method as in Example 1, a non-woven fabric for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were adhered was produced.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表１に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.
［実施例４］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ポリアミド（ＰＡ）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、次の通りであった。
ＰＡ（ユニチカ社製Ａ３０１０）をギ酸に溶解し、濃度１８％のポリマー溶液を作製した。
実施例１と同様の方法で、ナノファイバーの平均繊維径１７４ｎｍ、重量０．２８ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 4]
1. First Step As a non-woven fabric A, polyamide (PA) polymer nanofibers were laminated on one side of a polypropylene melt-blown non-woven fabric (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The spinning conditions of the nanofiber were as follows.
PA (Unitika A3010) was dissolved in formic acid to prepare a polymer solution having a concentration of 18%.
In the same manner as in Example 1, a composite nonwoven fabric in which nanofibers having an average fiber diameter of 174 nm and a weight of 0.28 g / m 2 were laminated was produced.
２．第２工程および第３工程
次に、実施例２と同様の方法により、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, by the same method as in Example 2, a non-woven fabric for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were adhered was produced.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表１に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.
［実施例５］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、次の通りであった。
ＰＡＮ（ＬＥＮＺＩＮＧ社製ポリアクリルニトリル）をＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）に溶解し、濃度１０％のポリマー溶液を作製した。
実施例１と同様の方法で、ナノファイバーの平均繊維径１５０ｎｍ、重量０．１６ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 5]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of a PAN (polyacrylonitrile) polymer were laminated on one side of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The spinning conditions of the nanofiber were as follows.
PAN (polyacrylonitrile manufactured by LENZING) was dissolved in DMF (N, N-dimethylformamide) to prepare a polymer solution having a concentration of 10%.
In the same manner as in Example 1, a composite nonwoven fabric in which nanofibers having an average fiber diameter of 150 nm and a weight of 0.16 g / m 2 were laminated was produced.
２．第２工程および第３工程
次に、実施例１と同様の方法により、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, by the same method as in Example 1, a non-woven fabric for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were adhered was produced.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表１に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.
［実施例６］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、実施例１と同様な方法で、ナノファイバーの平均繊維径１１０ｎｍ、重量１．０ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 6]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer were laminated on one side of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The nanofiber spinning conditions were the same as in Example 1 to produce a composite nonwoven fabric in which nanofiber average fiber diameter 110 nm and weight 1.0 g / m 2 were laminated.
２．第２工程および第３工程
次に、実施例１と同様の方法により、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, by the same method as in Example 1, a non-woven fabric for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were adhered was produced.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表２に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. A filter medium satisfying the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 2.
［実施例７］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、実施例１と同様な方法で、ナノファイバーの平均繊維径１１０ｎｍ、重量０．０３ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 7]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer were laminated on one side of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The nanofiber spinning conditions were the same as in Example 1 to produce a composite nonwoven fabric in which nanofiber average fiber diameter 110 nm and weight 0.03 g / m 2 were laminated.
２．第２工程および第３工程
次に、実施例１と同様の方法により、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, by the same method as in Example 1, a non-woven fabric for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were adhered was produced.
３．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表２に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 2.
［実施例８］
１．第１工程〜第３工程
実施例１で、メルトブロー不織布（ＭＢ）の代わりに、ポリプロピレン製スパンボンド不織布２５ｇ／ｍ２の片面に、エレクトロスピニング法によりＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ポリマーのナノファイバーを加工した。ナノファイバーの紡出条件は、実施例１と同様な方法で、ナノファイバーの平均繊維径１２６ｎｍ、重量０．２５ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
次に、実施例１と同様の方法で、ナノファイバー層がサンドイッチされ３層が接着されたフィルター用不織布基材を作製した。
[Example 8]
1. Step 1 to Step 3 In Example 1, instead of melt blown nonwoven fabric (MB), a nanofiber of PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer is processed on one side of a polypropylene spunbond nonwoven fabric 25 g / m 2 by electrospinning. did. The nanofiber spinning conditions were the same as in Example 1 to prepare a composite nonwoven fabric in which nanofiber average fiber diameter 126 nm and weight 0.25 g / m 2 were laminated.
Next, in the same manner as in Example 1, a non-woven fabric substrate for a filter in which nanofiber layers were sandwiched and three layers were bonded was produced.
２．物性評価
得られたフィルター用不織布基材は、複合不織布のメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすフィルター濾材が得られた。評価結果を表２に示す。
2. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for a filter has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric. Thus, a filter medium that sufficiently satisfies the efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 2.
［実施例９］
１．第１工程
不織布Ａとして、ポリプロピレン製メルトブロー不織布（目付重量：２０ｇ／ｍ２）の片面に、エレクトロスピニング法により、ＰＶＤＦポリマーのナノファイバーを積層加工した。ナノファイバーの紡出条件は、実施例１と同様な方法で、ナノファイバーの平均繊維径１１０ｎｍ、重量０．３ｇ／ｍ２が積層された複合不織布を作製した。
[Example 9]
1. First Step As a nonwoven fabric A, nanofibers of PVDF polymer were laminated on one surface of a melt blown nonwoven fabric made of polypropylene (weight per unit area: 20 g / m 2 ) by electrospinning. The nanofiber spinning conditions were the same as in Example 1 to prepare a composite nonwoven fabric in which nanofiber average fiber diameter 110 nm and weight 0.3 g / m 2 were laminated.
２．第２工程および第３工程
次に、不織布Ｄとして、芯がポリエステル、鞘がポリエチレンの芯鞘繊維１００％を用いて製造された、目付重量が２５ｇ／ｍ２のサーマルボンド不織布の上に、ホットメルト型湿気硬化型ポリウレタン樹脂（ヘンケルジャパン社製）を３ｇ／ｍ２スプレー散布し、その上に、前記複合不織布Ｃのナノファイバー層をサーマルボンド不織布側にして重ねて、間隙０．２ｍｍのゲージを取ったロール間を通過させ、複合不織布Ｃのメルトブロー不織布とナノファイバー層及びサーマルボンド不織布の３層が貼り合せされ、ナノファイバー層がサンドイッチされたマスク用不織布基材を作製した。
2. Second Step and Third Step Next, as the nonwoven fabric D, a hot-bonded nonwoven fabric manufactured using 100% core / sheath fibers having a core of polyester and a sheath of polyethylene and having a weight per unit area of 25 g / m 2 is hot. A melt-type moisture-curable polyurethane resin (manufactured by Henkel Japan Co., Ltd.) is sprayed at 3 g / m 2 , and the nanofiber layer of the composite nonwoven fabric C is laminated on the thermal bond nonwoven fabric side to form a gauge with a gap of 0.2 mm. The non-woven fabric substrate for a mask in which the melt blown nonwoven fabric of the composite nonwoven fabric C, the nanofiber layer and the thermal bond nonwoven fabric were bonded together to sandwich the nanofiber layer was produced.
３．物性評価
得られたマスク用不織布基材は、複合不織布Ｃのメルトブロー不織布とナノファイバー層と、サーマルボンド不織布との３層間の接合度は、良好であり、剥離は見られず、また、目標とする圧損、効率を十分に満たすマスク用基材が得られた。評価結果を表２に示す。
3. Evaluation of physical properties The obtained non-woven fabric substrate for mask has a good degree of bonding between the three layers of the melt-blown non-woven fabric, the nanofiber layer, and the thermal bond non-woven fabric of the composite non-woven fabric C. A mask base material that sufficiently satisfies the pressure loss and efficiency was obtained. The evaluation results are shown in Table 2.
［比較例１］
帯電加工されたポリプロピレン製メルトブロー不織布２０ｇ／ｍ２を使用し、ナノファイバー不織布を加工しないで、実施例１と同様の方法で、不織布Ａと不織布Ｄの２層が１体となった不織布基材を作製した。得られた不織布基材は、ダスト捕集効率は得られるが、実施例１との比較で、エア風速が５．３から１５ｃｍ／秒に増加すると、効率が著しく低下することが認められる。これは、帯電効果がエア流速に負けて、ダストを手放すものと、考察される。評価結果を表２に示す。
[Comparative Example 1]
Non-woven fabric base material in which two layers of non-woven fabric A and non-woven fabric D are combined in the same manner as in Example 1 using 20 g / m 2 of a melt-blown non-woven fabric made of polypropylene that has been charged and processed. Was made. Although the obtained nonwoven fabric base material has a dust collection efficiency, it is recognized that the efficiency is remarkably lowered when the air wind speed is increased from 5.3 to 15 cm / second in comparison with Example 1. This is considered that the charging effect is defeated by the air flow rate and releases the dust. The evaluation results are shown in Table 2.
［比較例２］
帯電加工されていない（非帯電の）ポリプロピレン製メルトブロー不織布３５ｇ／ｍ２を使用し、ナノファイバー不織布を加工しないで実施例１と同様の方法で不織布Ａと不織布Ｄの２層が１体となった不織布基材を作成した。得られた不織布基材は、高いレベルのダスト捕集効率が得られない。評価結果を表２に示す。
[Comparative Example 2]
Using a non-charged (uncharged) polypropylene melt-blown nonwoven fabric 35 g / m 2 and processing the nanofiber nonwoven fabric, the two layers of nonwoven fabric A and nonwoven fabric D are combined into one body without processing the nanofiber nonwoven fabric. A non-woven substrate was prepared. The obtained nonwoven fabric base material cannot obtain a high level of dust collection efficiency. The evaluation results are shown in Table 2.
本発明のエアフィルター又はマスク用不織布基材の製造方法から得られた不織布基材は、３層の異なる不織布によって構成され、比較的、低圧損下で高効率のエアフィルター濾材、又はマスク用基材とすると共に、これを実用に供するためプリーツ加工し、またはそれを長期にわたって使用する場合の層間剥離を防止し、耐久性を高めたものであり、産業上の利用可能性が高い。 The nonwoven fabric substrate obtained from the method for producing a nonwoven fabric substrate for an air filter or mask of the present invention is composed of three layers of different nonwoven fabrics, and is a relatively efficient air filter medium or mask substrate with a low pressure loss. In addition to the material, it is pleated for practical use or prevents delamination when it is used for a long period of time, and has improved durability, and has high industrial applicability.
Claims (6)
第１工程：不織布Ａの片側上面に、平均繊維径が５０〜４００ｎｍのナノファイバー不織布層Ｂを０．０３〜１．０ｇ／ｍ２の目付重量で積層し、複合不織布Ｃを作製する工程
第２工程：不織布Ｄ上に、繊維状に紡出された湿気硬化型ポリウレタン接着剤をランダムに散布し、又はポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びポエチレン（ＰＥ）からなる群から選ばれる少なくとも一種のホットメルトパウダー接着剤をランダムに散布し、加熱溶融する工程
第３工程：前記接着剤が付与された不織布Ｄ上に、複合不織布Ｃを積層し、冷間プレスロールにより、該接着剤を複合不織布Ｃ層に滲出させて、貼り合せ、エアフィルター又はマスク用不織布基材を作製する工程 The manufacturing method of the nonwoven fabric base material for an air filter or mask characterized by including the following 1st process-3rd process.
1st process: The process of producing the composite nonwoven fabric C by laminating | stacking the nanofiber nonwoven fabric layer B with an average fiber diameter of 50-400 nm on the one-side upper surface of the nonwoven fabric A with a weight per unit area of 0.03-1.0 g / m < 2 >. Two steps: Moisture-curing polyurethane adhesive spun into fibers is randomly sprinkled on the nonwoven fabric D, or polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) and polyethylene. (PE) At least one hot melt powder adhesive selected from the group consisting of (PE) is randomly dispersed and heated and melted. Third step: On the nonwoven fabric D provided with the adhesive, the composite nonwoven fabric C is laminated, A process of producing a nonwoven fabric substrate for air filter or mask by leaching the adhesive into the composite nonwoven fabric C layer with a cold press roll
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