JP2019199673A - Nonwoven fabric and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

To provide a nonwoven fabric having excellent collection ability with low pressure loss, excellent in pleat processability with large bending rigidity, and a manufacturing method thereof.SOLUTION: A nonwoven fabric is obtained using an aramid staple fiber at a weight ratio of 80 wt% or more to the nonwoven fabric.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れた不織布およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a nonwoven fabric excellent in trapping property and having a low pressure loss and having a large bending rigidity and excellent pleat workability, and a method for producing the same.

バグフィルターは、集塵機の集塵室内に例えば吊設しておいて集塵を行うために使用されるものである。ダストの払い落としと集塵を繰り返すことにより、長期間の集塵が行えるようになっている。そして、このようなバグフィルターとしては、織布またはニードルパンチ等により交絡処理された不織布（フェルト）が用いられてきた（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。   The bag filter is used for collecting dust, for example, suspended in a dust collection chamber of a dust collector. Repeating dust removal and dust collection enables long-term dust collection. And as such a bag filter, the woven fabric or the nonwoven fabric (felt) entangled by needle punch etc. has been used (for example, refer patent document 1, patent document 2, patent document 3, patent document 4). .

一方、近年では、装置の小形化の観点から、プリーツ型のろ布をパルスジェットタイプの集塵機に使用する方法が広まっている。
しかしながら、従来の不織布では、プリーツ加工時にしわが入りやすいという問題があった。 On the other hand, in recent years, a method of using a pleated filter cloth for a pulse jet type dust collector has become widespread from the viewpoint of downsizing the apparatus.
However, the conventional nonwoven fabric has a problem that wrinkles are likely to occur during pleating.

特開２０００−１４０５８８号公報JP 2000-140588 A 特開２００６−３３４４５７号公報JP 2006-334457 A 特公平７−９６０８９号公報Japanese Patent Publication No. 7-96089 特開２００５−１３３２７２号公報JP 2005-133272 A

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れた不織布およびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the background described above, and an object thereof is to provide a nonwoven fabric excellent in trapping property and having a low pressure loss, and having a large bending rigidity and excellent pleat workability, and a method for producing the same. It is in.

本発明者らは上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、アラミド短繊維を含むウエブに特定の温度で熱圧加工を施すことにより、捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れた不織布が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention are excellent in trapping property, low pressure loss, and bending by performing hot pressing at a specific temperature on a web containing short aramid fibers. The present inventors have found that a non-woven fabric having high rigidity and excellent pleatability can be obtained, and further intensive studies have led to the completion of the present invention.

かくして、本発明によれば「アラミド短繊維を不織布重量対比８０重量％以上含むことを特徴とする不織布。」が提供される。   Thus, according to the present invention, there is provided a “nonwoven fabric characterized by containing aramid short fibers of 80% by weight or more relative to the weight of the nonwoven fabric”.

その際、前記アラミド短繊維の単繊維繊度が０．２〜１０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。また、熱圧加工が施されてなることが好ましい。また、目付けが１２０〜４００ｇ／ｍ^２の範囲内であることが好ましい。また、空隙率が６５〜８５％の範囲内である好ましい。また、剛軟度が１００ｍｇｆ以上であることが好ましい。また、不織布がバグフィルター用であることが好ましい。また、０．３μｍ大気塵捕集率が２０％以上かつ圧力損失が５００Ｐａ以下であることが好ましい。
また、本発明によれば、アラミド短繊維を含むウエブに、温度２２０〜４５０℃で熱圧加工を施す、前記の不織布の製造方法が提供される。 In that case, it is preferable that the single fiber fineness of the said aramid short fiber is in the range of 0.2 to 10 dtex. Moreover, it is preferable that a hot pressing process is performed. Moreover, it is preferable that a fabric weight is in the range of 120 to 400 g / m ² . Moreover, it is preferable that the porosity is in the range of 65 to 85%. Further, the bending resistance is preferably 100 mgf or more. Moreover, it is preferable that a nonwoven fabric is for bag filters. Moreover, it is preferable that a 0.3 micrometer atmospheric dust collection rate is 20% or more, and a pressure loss is 500 Pa or less.
Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the said nonwoven fabric which performs hot-pressure processing at the temperature of 220-450 degreeC to the web containing an aramid short fiber is provided.

本発明によれば、捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れた不織布およびその製造方法が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a non-woven fabric excellent in trapping property and low pressure loss, and further having high bending rigidity and excellent pleat workability, and a method for producing the same.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、アラミド短繊維は、メタ型アラミド繊維（メタ型全芳香族ポリアミド繊維）でもよいし、パラ型アラミド繊維（パラ型全芳香族ポリアミド繊維）でもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. First, the aramid short fibers may be meta-type aramid fibers (meta-type wholly aromatic polyamide fibers) or para-type aramid fibers (para-type wholly aromatic polyamide fibers).

メタ型アラミド繊維は、その繰返し単位の８５モル％以上がｍ−フェニレンイソフタルアミドであるポリマーからなる繊維である。かかるメタ型全芳香族ポリアミドは、１５モル％未満の範囲内で第３成分を含んだ共重合体であっても差しつかえない。   The meta-type aramid fiber is a fiber made of a polymer in which 85 mol% or more of the repeating unit is m-phenylene isophthalamide. Such a meta-type wholly aromatic polyamide may be a copolymer containing a third component within a range of less than 15 mol%.

このようなメタ型全芳香族ポリアミドは、従来から公知の界面重合法により製造することができ、そのポリマーの重合度としては、０．５ｇ／１００ｍｌの濃度のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液で測定した固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が１．３〜１．９ｄｌ／ｇの範囲のものが好ましく用いられる。メタ型アラミド繊維の市販品としては、コーネックス（商標名）、コーネックスネオ（商標名）、ノーメックス（商標名）などが例示される。   Such a meta-type wholly aromatic polyamide can be produced by a conventionally known interfacial polymerization method, and the degree of polymerization of the polymer is an N-methyl-2-pyrrolidone solution having a concentration of 0.5 g / 100 ml. Those having a measured intrinsic viscosity (IV) in the range of 1.3 to 1.9 dl / g are preferably used. Examples of commercially available meta-type aramid fibers include Conex (trade name), Conex Neo (trade name), Nomex (trade name), and the like.

一方、パラ型全芳香族ポリアミド繊維としては、テクノーラ（登録商標）、ケブラー（登録商標）およびトワロン（登録商標）に代表されるものであり、主鎖中に芳香族環を有するポリアミドからなる繊維であり、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）でもよいし共重合タイプのコポリパラフェニレン−３，４’オキシジフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＯＤＰＡ）であってもよい。   On the other hand, para-type wholly aromatic polyamide fibers are typified by Technora (registered trademark), Kevlar (registered trademark) and Twaron (registered trademark), and fibers made of polyamide having an aromatic ring in the main chain. Poly-p-phenylene terephthalamide (PPTA) or copolymer type copolyparaphenylene-3,4'oxydiphenylene terephthalamide (PPODPA) may be used.

前記アラミド短繊維の単繊維繊度が０．２〜１０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。単繊維繊度が該範囲よりも小さいと、繊維自体の強度が小さくなるおそれがある。逆に、単繊維繊度が該範囲よりも大きいと、ダストの捕集性が低下しダストがろ過布内部まで進入しやすくなるおそれがある。   The single fiber fineness of the aramid short fibers is preferably in the range of 0.2 to 10 dtex. When the single fiber fineness is smaller than the above range, the strength of the fiber itself may be reduced. On the other hand, if the single fiber fineness is larger than the above range, the dust collecting property is lowered, and the dust may easily enter the inside of the filter cloth.

前記アラミド短繊維において、引張強度が２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（より好ましくは２．２〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ）であることが好ましい。また、伸度が２５％以上（より好ましくは２５〜５０％）であることが好ましい。   The aramid short fibers preferably have a tensile strength of 2.2 cN / dtex or more (more preferably 2.2 to 6.0 cN / dtex). The elongation is preferably 25% or more (more preferably 25 to 50%).

また、前記アラミド短繊維に捲縮が付与されていることが好ましい。その際、捲縮数が６〜１３ケ／２．５４ｃｍの捲縮が付与されていることが好ましい。該捲縮数が６ケ／２．５４ｃｍより小さいと、ダストを捕集し難くなるだけでなく、不織布の製造工程で風綿が発生してウエブの断裂が生じるおそれがある。逆に、該捲縮数が１３ケ／２．５４ｃｍより大きいと不織布の製造工程でカード機内部のローラーに巻きついたり、ネップが発生するおそれがある。捲縮率としては、８〜４０％の範囲内であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the aramid short fiber is crimped. In that case, it is preferable that the number of crimps is 6 to 13 / 2.54 cm. If the number of crimps is less than 6 / 2.54 cm, not only dust will be difficult to collect, but also there is a possibility that the cotton will be broken in the production process of the nonwoven fabric and the web will be torn. On the other hand, if the number of crimps is greater than 13 / 2.54 cm, there is a risk of wrapping around a roller inside the card machine or occurrence of a nep in the nonwoven fabric manufacturing process. The crimp rate is preferably in the range of 8 to 40%.

前記アラミド短繊維において、繊維長が２０〜７０ｍｍの範囲内であることが好ましい肝要である。繊維長が２０ｍｍより短いと、カード工程通過時に風綿が発生してクロスレイ時にウエブの断裂が生じるおそれがある。逆に繊維長が７０ｍｍより長いと、カード機内部のローラーに巻きついたり、ネップが発生するおそれがある。   In the aramid short fibers, it is important that the fiber length is in the range of 20 to 70 mm. If the fiber length is shorter than 20 mm, fluffing may occur when passing through the card process, and the web may be broken during cross-laying. On the other hand, if the fiber length is longer than 70 mm, there is a risk of wrapping around a roller inside the card machine or generating a nep.

本発明の不織布は、アラミド短繊維をカーディングして得られた、アラミド短繊維を含むウエブを必要に応じて積層した後、熱圧加工を施すことにより製造することができる。   The nonwoven fabric of this invention can be manufactured by laminating | stacking the web containing an aramid short fiber obtained by carding an aramid short fiber as needed, and giving a hot-pressure process.

その際、熱圧加工の温度としては、２２０〜４５０℃が好ましい。また、熱圧加工としてはカレンダー加工が好ましい。カレンダー加工は、上下メタルローラーの仕様であるものを用いることが好ましい。温度としては上下ともに２２０〜４５０℃、線圧５０〜２００ｋｇ／ｃｍの範囲内であることが好ましい。
かかる不織布にはさらにニードルパンチ加工やスパンレース加工を施してもよい。 At that time, the temperature of the hot pressing is preferably 220 to 450 ° C. In addition, calendering is preferable as hot pressing. For the calendering, it is preferable to use the one having the specifications of the upper and lower metal rollers. The temperature is preferably in the range of 220 to 450 ° C. and linear pressure of 50 to 200 kg / cm both in the upper and lower directions.
Such a nonwoven fabric may be further subjected to needle punching or spunlace processing.

かくして得られた不織布において、アラミド短繊維を不織布重量対比８０重量％以上（より好ましくは９０重量％以上、最も好ましくは１００重量％）含むことが肝要である。アラミド短繊維の含有量が該範囲よりも小さいと、曲げ剛性が小さくなりプリーツ加工性が低下するおそれがある。   In the nonwoven fabric thus obtained, it is important that the aramid short fibers are contained in an amount of 80% by weight or more (more preferably 90% by weight or more, most preferably 100% by weight) relative to the weight of the nonwoven fabric. When the content of the aramid short fibers is smaller than the above range, the bending rigidity is decreased and the pleatability may be deteriorated.

ここで、不織布の目付けが１２０〜４００ｇ／ｍ^２の範囲内であることが好ましい。目付けが該範囲よりも小さいと、捕集性が低下したり曲げ剛性が小さくなるおそれがある。逆に、目付けが該範囲よりも大きいと、圧力損失が大きくなりすぎるおそれがある。 Here, the basis weight of the nonwoven fabric is preferably within a range of 120 to 400 g / m ² . If the basis weight is smaller than the above range, the trapping property may be lowered or the bending rigidity may be reduced. On the other hand, if the basis weight is larger than this range, the pressure loss may be too large.

また、不織布の空隙率が６５〜８５％の範囲内であることが好ましい。空隙率が該範囲よりも小さいと、目が詰まって圧力損失が大きくなりすぎるおそれがある。逆に、空隙率が該範囲よりも大きいと、繊維同士の密着性が悪くなって曲げ剛性が小さくなり、捕集性も低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the porosity of a nonwoven fabric exists in the range of 65 to 85%. If the porosity is smaller than the above range, the eyes may be clogged and the pressure loss may become too large. On the other hand, when the porosity is larger than the above range, the adhesion between the fibers is deteriorated, the bending rigidity is decreased, and the trapping property may be decreased.

また、剛軟度としてはＭＤ方向および／またはＣＤ方向において、１００ｍｇｆ以上（より好ましくは１００〜１００００ｍｇｆ）であることが好ましい。剛軟度が該範囲より小さいとプリーツ性が低下するおそれがある。   Further, the bending resistance is preferably 100 mgf or more (more preferably 100 to 10,000 mgf) in the MD direction and / or the CD direction. If the bending resistance is smaller than the above range, the pleating property may be lowered.

本発明の不織布は捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れるので、バグフィルターとして好適に使用される。特に、プリーツ加工を施したバグフィルターとして好適に使用される。   The nonwoven fabric of the present invention is excellent in trapping property, low pressure loss, and has a large bending rigidity and excellent pleat workability, so that it is suitably used as a bag filter. In particular, it is suitably used as a bag filter subjected to pleating.

その際、０．３μｍ大気塵捕集率が２０％以上かつ圧力損失が５００Ｐａ以下であることが好ましい。   At that time, it is preferable that the 0.3 μm atmospheric dust collection rate is 20% or more and the pressure loss is 500 Pa or less.

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）繊径
繊維断面を鋭利な刃物でカットして、その断面を２０００倍のＳＥＭで観察する。１００個の平均を繊維直径とする。また繊度は１万メートル当たりの重量ｄｔｅｘ表示とする。
（２）不織布の目付け、厚さ
ＪＩＳ Ｌ１０９６に準じて評価した。厚さに関しては、荷重５ｇ／ｍ^２で評価した。
（３）大気塵捕集率
風速５．１ｃｍ／ｓｅｃとなるように調整し、試料前後の大気塵をパーティクルカウンターでカウントし、その比によって捕集効率を算出した。
大気塵捕集効率（％）＝（１−（試料通過後大気塵数／試料通過前大気塵数））×１００
（４）圧力損失
大気塵捕集効率測定時に試験片通過前後の圧力を測定しその圧力差を圧力損失として求めた。
（５）空隙率
１００−１００（密度÷比重１．３８）により測定した。また、密度は目付÷厚さ÷１０００により計算した。
（６）剛軟度
ＪＩＳ Ｌ１９１３ 一般短繊維不織布試験方法の剛軟度・ガーレ法に基づいて、測定し、剛軟度ｍｇｆを算出した。 Next, although the Example and comparative example of this invention are explained in full detail, this invention is not limited by these. In addition, each measurement item in an Example was measured with the following method.
(1) Fine Diameter A fiber cross section is cut with a sharp blade, and the cross section is observed with a 2000 times SEM. The average of 100 is defined as the fiber diameter. Further, the fineness is expressed by weight dtex per 10,000 meters.
(2) Fabric weight and thickness of nonwoven fabric The nonwoven fabric was evaluated according to JIS L1096. The thickness was evaluated at a load of 5 g / m ² .
(3) Air dust collection rate It adjusted so that it might become a wind speed of 5.1 cm / sec, air dust before and behind a sample was counted with the particle counter, and the collection efficiency was computed by the ratio.
Air dust collection efficiency (%) = (1− (number of air dust after passing through sample / number of air dust before passing through sample)) × 100
(4) Pressure loss The pressure before and after passing through the test piece was measured when measuring the atmospheric dust collection efficiency, and the pressure difference was determined as the pressure loss.
(5) The porosity was measured by 100-100 (density / specific gravity 1.38). The density was calculated by basis weight / thickness / 1000.
(6) Bending softness Measured based on the bending softness / Gurley method of the JIS L1913 general short fiber nonwoven fabric test method, the bending softness mgf was calculated.

［実施例１〜８］
単繊維繊度２．２ｄｔｅｘで繊維長５１ｍｍのメタ型アラミド短繊維を用い、カーディング後にウエブをクロスレイで積層させ、上下ともに２００℃〜５００℃で狙いの厚さとなるように上下ローラーの間隔を適宜調整してカレンダー加工し、表１に記載の不織布を作製した。目付４５０ｇ／ｍ^２では圧損が評価装置の測定限界の５００Ｐａ以上となり、捕集率等評価しなかった。温度５００℃では炭化したため、サンプルを評価しなかった。表１に評価結果を記載する。 [Examples 1 to 8]
Meta-aramid short fibers with a single fiber fineness of 2.2 dtex and a fiber length of 51 mm are used, and the web is laminated with a cross lay after carding. The nonwoven fabric described in Table 1 was prepared by adjusting and calendering. When the weight per unit area was 450 g / m ² , the pressure loss was 500 Pa or more of the measurement limit of the evaluation device, and the collection rate and the like were not evaluated. The sample was not evaluated due to carbonization at a temperature of 500 ° C. Table 1 shows the evaluation results.

目付けが小さいと捕集性低く、剛軟性も低くなった。逆に目付けが大きいと圧力損失（圧損）が高く省エネ性が悪くなった。また、カレンダー加工の温度が低いと、繊維がつぶれないので捕集性低くて曲げ剛性も小さくなった。逆にカレンダー加工の温度が高いと繊維自体が炭化した。   When the basis weight is small, the collection property is low and the bending resistance is also low. Conversely, if the basis weight is large, the pressure loss (pressure loss) is high and the energy saving performance is degraded. In addition, when the calendering temperature was low, the fibers were not crushed, so the trapping property was low and the bending rigidity was low. Conversely, when the calendering temperature was high, the fiber itself carbonized.

本発明によれば、捕集性に優れ低圧力損失であり、さらには曲げ剛性が大きくプリーツ加工性に優れた不織布およびその製造方法が提供され、その工業的価値は極めて大である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonwoven fabric which is excellent in collection property and is low-pressure-loss, and also has the bending rigidity and excellent pleat workability, and its manufacturing method are provided, The industrial value is very large.

Claims (9)

アラミド短繊維を不織布重量対比８０重量％以上含むことを特徴とする不織布。   A nonwoven fabric comprising aramid short fibers of 80% by weight or more relative to the weight of the nonwoven fabric. 前記アラミド短繊維の単繊維繊度が０．２〜１０ｄｔｅｘの範囲内である、請求項１に記載の不織布。   The nonwoven fabric of Claim 1 whose single fiber fineness of the said aramid short fiber exists in the range of 0.2-10 dtex. 熱圧加工が施されてなる、請求項１または請求項２に記載の不織布。   The nonwoven fabric according to claim 1 or 2, which is subjected to hot pressing. 目付けが１２０〜４００ｇ／ｍ^２の範囲内である、請求項１〜３のいずれかに記載の不織布。 The nonwoven fabric in any one of Claims 1-3 whose fabric weight is in the range of 120-400 g / m < ² >. 空隙率が６５〜８５％の範囲内である、請求項１〜４のいずれかに記載の不織布。   The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 4, wherein the porosity is in the range of 65 to 85%. 剛軟度が１００ｍｇｆ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の不織布。   The nonwoven fabric in any one of Claims 1-5 whose bending resistance is 100 mgf or more. 不織布がバグフィルター用である、請求項１〜６のいずれかに記載の不織布。   The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 6, wherein the nonwoven fabric is for bag filters. ０．３μｍ大気塵捕集率が２０％以上かつ圧力損失が５００Ｐａ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の不織布。   The nonwoven fabric in any one of Claims 1-7 whose 0.3 micrometer atmospheric dust collection rate is 20% or more and a pressure loss is 500 Pa or less. アラミド短繊維を含むウエブに、温度２２０〜４５０℃で熱圧加工を施す、請求項１に記載の不織布の製造方法。   The method for producing a nonwoven fabric according to claim 1, wherein the web containing aramid short fibers is hot-pressed at a temperature of 220 to 450 ° C.