TWI764283B - 用於艙室空氣過濾器之包含低熔點聚酯纖維之不織布 - Google Patents

用於艙室空氣過濾器之包含低熔點聚酯纖維之不織布

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Abstract

本發明係關於一種用於艙室空氣過濾器之不織布,其包括低熔點聚酯纖維,其中用於艙室空氣過濾器之不織布包括含有熔點高於250℃之聚酯樹脂之第一聚酯纖維及含有軟化點100至150℃之低熔點聚酯樹脂之第二聚酯纖維,第一聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗,第二聚酯纖維包括由包括對苯二甲酸或其酯形成衍生物之酸成分及包括2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇及乙二醇之二醇成分所形成之低熔點聚酯樹脂,且第二聚酯纖維含有伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物以及銀基無機抗菌劑粒子。

Description

用於艙室空氣過濾器之包含低熔點聚酯纖維之不織布
本發明係關於一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,更具體地說,其係關於一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其藉由使用包括新穎的低熔點聚酯樹脂之纖維而具有優異的過濾效率及改善的抗菌性質。 [相關申請案之交叉引用]
本申請案主張於2019年10月16日向韓國智慧財產局提交之韓國申請案第10-2019-0128562號之權益,該申請案之揭示以引用之方式併入本文中。
艙室空氣過濾器已用於汽車中以淨化室內空氣,並且由於消費者健康及室內舒適度之要求,艙室空氣過濾器具有去除汽車內部之灰塵及去除有害氣體諸如揮發性有機化合物之功能。
藉由使用習知存在的艙室空氣過濾器來抑制有害細菌及有害氣體之方法包括藉由使用黏合劑將化學抗菌劑或包括活性碳、沸石及二氧化鈦光催化劑之除臭粉末黏附至具有過濾功能之不織布上之方法,以及其他方法。
即,藉由將化學抗菌劑或除臭粉末通過包括噴塗法、輥塗法、浸塗法等之各種塗佈方法分散而製備黏合劑聚合物溶液,並且將該聚合物溶液塗佈至不織布之至少一個表面上之後,乾燥塗佈在不織布之至少一個表面上之聚合物溶液,以使抗菌劑或除臭粉末藉由黏合劑聚合物固定在不織布上。然而,黏合劑聚合物溶液致使了以下問題:滲透至除臭粉末之孔隙中而堵塞孔隙,致使二次污染,致使抗菌劑本身之毒性等,或在收集細菌或病毒之後細菌或病毒在抗菌劑本身內生長而使除臭粉末之除臭性能惡化。
儘管有此等問題,仍應使用黏合劑聚合物之原因是為了防止抗菌劑或除臭粉末與不織布分離。因此,需要一種防止由於使用普通化學抗菌劑致使細菌及病毒生長而引起之二次污染之方法,以及排除使用黏合劑聚合物而能夠去除毒性及最小化除臭粉末之病毒吸附及去除性能惡化之方法。
韓國公開申請案第2007-0035344號揭示一種製造複合過濾器之方法,其製造方法為:藉由製備包括具有高熔點纖維及黏合至其上之低熔點纖維之單絲之網,並且施加熱至網之一個表面上,從而熔化低熔點纖維,使得除臭粉末不通過網之底表面分離。然而,其存在如下缺點:除臭粉末取決於諸如振動之外部環境而在網內部流動,由於除臭粉末未被固定,因此除臭粉末聚集在網之底表面上,並且由於抗菌性質惡化,使得細菌在根據此等技術所製造的複合過濾器的過濾器中傳播,致使污染室內空氣的問題。
近來已用使用高效率微粒空氣(high efficiency particulate air;HEPA)過濾器及其他過濾器之艙室空氣過濾器,將抗菌功能及其他功能額外地增加至艙室空氣過濾器,並且此種過濾器中所用之現有抗菌劑及方法已對某些細菌之殺菌效果很小或很低,且已引起二次污染及化學毒性,從而造成對人體相當有害之問題。
為了解決上述現有技術之問題而發明本發明,本發明之目的為提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,該低熔點聚酯纖維藉由使用具有改善的熱黏性質之低熔點聚酯纖維而具有優異的灰塵捕集能力及優異的抗菌性質,該不織布具有優異的諸如強度之物理性質及改善的抗菌性質。
此外,本發明之另一個目的為提供一種根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,該用於艙室空氣過濾器之不織布包括具有優異的加工性之低熔點聚酯纖維,其即使在高溫下也具有高黏著性質,且即使在高溫下也保持高強度。
本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中用於艙室空氣過濾器之不織布包括含有熔點高於250℃之聚酯樹脂之第一聚酯纖維及含有軟化點100至150℃之低熔點聚酯樹脂之第二聚酯纖維,第一聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗,第二聚酯纖維包括由包括對苯二甲酸或其酯形成衍生物之酸成分及包括2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇及乙二醇之二醇成分所形成之低熔點聚酯樹脂,且第二聚酯纖維含有伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物以及銀基無機抗菌劑粒子。
此外,本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中第二聚酯纖維含有相對於第二聚酯纖維之重量0.3至10 wt%之伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物,並且第二聚酯纖維含有相對於雲母礦物之重量5至30 wt%之銀基無機抗菌劑粒子。
此外,本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中第二聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗線。
此外,本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中低熔點聚酯樹脂在二醇成分中含有0.01至5 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇。
此外,本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中第二聚酯纖維為由鞘部及芯部所形成之聚酯複合纖維,該芯部是由一般聚酯樹脂所形成,且該鞘部是由低熔點聚酯樹脂所形成。
此外,本發明提供一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,其中低熔點聚酯樹脂在220℃下之熔融黏度與在260°C下之熔融黏度之間之熔融黏度差為600泊或600泊以下。
如上所述,藉由使用具有改善的熱黏著性質之低熔點聚酯纖維,根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布具有優異的灰塵捕集能力及優異的抗菌性質之效果,該不織布具有優異的物理性質及改善的抗菌性質。
此外,根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布具有藉由即使在高溫下也具有高黏著性質而即使在高溫下也保持高強度之優異的加工性效果。
在下文中,將詳細描述本發明之較佳具體實例。首先,在解釋本發明時,省略相關宣告功能或組態之具體描述,以確保不模糊本發明之要旨。
本說明書中所用之程度術語「約」、「實質上」等用於其數值,或者當對所提及之含義提出獨特的製造及材料容差時,用於作為接近數值之含義,並且用於為了防止不道德的侵權者不公平地使用所揭示之內容,並且在其中提及正確或絕對數值以幫助閱讀者理解本發明。
本發明係關於一種用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布,該低熔點聚酯纖維包括含有熔點高於250℃之聚酯樹脂之第一聚酯纖維及含有軟化點100至150℃之低熔點聚酯樹脂之第二聚酯纖維。
第一聚酯纖維可為由對苯二甲酸或其酯形成衍生物及乙二醇(ethylene glycol;EG)所形成之聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate;PET),並且可為出於功能性之目的而將官能基化合物共聚之共聚酯樹脂。
熔點高於250℃之聚酯樹脂可包括任何具有高熔點之聚酯樹脂。
此外,第一聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗。
儘管第一聚酯纖維可包括任何圓度50至80%之改質截面紗,然而出於捕集性質及製造加工性質之目的,第一聚酯纖維可包括具有多個葉片之改質截面紗,較佳具有3至8個葉片之截面,最佳4個葉片之十字形截面或5或6個葉片之星形截面。
第二聚酯纖維為包括低熔點聚酯樹脂之纖維,該低熔點聚酯樹脂由包括對苯二甲酸或其酯形成衍生物之酸成分及包括2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇及乙二醇(EG)之二醇成分所形成。
第二聚酯纖維可為鞘芯型複合纖維,其為藉由將低熔點聚酯樹脂單獨紡絲所形成,或者其中芯部為由一般聚酯樹脂所形成,鞘部為由低熔點聚酯樹脂所形成,以改善第二聚酯纖維之物理性質。
儘管當第二聚酯纖維為鞘芯型複合纖維時,形成芯部之一般聚酯樹脂包括任何樹脂,然而一般聚酯樹脂較佳包括由對苯二甲酸及乙二醇所產生之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂,以及該鞘部可由低熔點聚酯樹脂所形成。
由於甲基與2-甲基-1,3-丙二醇之第二碳偶合,因此本發明中所用之低熔點聚酯樹脂中之2-甲基-1,3-丙二醇有助於聚合物主鏈之旋轉,並且充當聚合物之末端部分,從而藉由擴大主鏈之間之自由空間來增加整個分子鏈之流動可能性。因此,2-甲基-1,3-丙二醇致使聚合物不典型並且具有與間苯二甲酸相同的熱性質。2-甲基-1,3-丙二醇具有藉由改善由聚合物主鏈中存在之柔性分子鏈所引起之彈性來改善不織布黏合期間之撕裂性質之作用。
即,2-甲基-1,3-丙二醇可藉由在與對苯二甲酸酯偶合之乙烯鏈中包括甲基(-CH3 )作為側鏈來調節軟化點(Ts )及/或玻璃轉化溫度(Tg ),以獲得使得聚合樹脂之主鏈可旋轉之空間,從而引起主鏈之自由度增加及樹脂之結晶度下降。2-甲基-1,3-丙二醇可表現出與使用含有不對稱芳環之間苯二甲酸(isophthalic acid;IPA)以降低習知結晶聚酯樹脂之結晶度之情況相同的效果。
由於甲基與在2-甲基-1,3-丙二醇中一樣與2-甲基-1,3-戊二醇中之第二碳偶合,因此2-甲基-1,3-戊二醇有助於聚合物主鏈之旋轉,具有賦予聚酯樹脂低熔點性質之特徵,並且防止高溫下熔融黏度迅速降低,同時增加分子鏈長於2-甲基-1,3-丙二醇之聚酯樹脂之熔融黏度。
為了改善由上述二醇成分所形成之根據本發明之低熔點聚酯樹脂之低熔點性質及黏著力,二醇成分中較佳含有20至50 mol%之低熔點聚酯樹脂之2-甲基-1,3-丙二醇。
當二醇成分中含有少於0.01 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇時,改善熔融黏度之效果微不足道,並且當二醇成分中含有大於5 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇時,熔融黏度迅速增加,紡絲加工性質可能惡化。因此,二醇成分中較佳含有0.01至5 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇。
二醇成分中最佳含有0.05至2 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇。
含有2-甲基-1,3-戊二醇之低熔點聚酯樹脂具有藉由在220℃下之熔融黏度與在260°C下之熔融黏度之間之熔融黏度差為600泊或600泊以下,熔融黏度在高溫下不會迅速降低之特徵。
低熔點聚酯樹脂在220℃下之熔融黏度與在260℃下之熔融黏度之間之熔融黏度差越低,則越較佳,且低熔點聚酯樹脂在220℃下之熔融黏度與在260℃下之熔融黏度之間之熔融黏度差更佳為500泊或500泊以下。
當形成包括低熔點聚酯樹脂作為鞘部之鞘芯型複合纖維之第二聚酯纖維時,考量到紡絲加工中複合纖維之紡絲性質,較佳芯部之一般聚酯樹脂在280℃下之熔融黏度為2,000至4,000泊,而鞘部之聚酯樹脂在260℃下之熔融黏度為500至1,400泊。
當芯部之一般聚酯樹脂之熔融黏度過高時,紡絲加工性質惡化,因此有可能發生切割現象,而當芯部之熔融黏度低於鞘部之聚酯樹脂之熔融黏度時,複合纖維之形狀穩定性可能會惡化。即,由於可能不形成鞘芯型纖維之截面,因此芯部之一般聚酯樹脂在280℃下之熔融黏度較佳為2,000至4,000泊。
當鞘部之低熔點聚酯樹脂之熔融黏度過高時,複合纖維之形狀穩定性可能會惡化,而當鞘部之熔融黏度過低時,有可能發生截面不均勻性、彎曲現象、切割現象及其他現象,因此鞘部之聚酯樹脂在260℃下之熔融黏度較佳為600至1,500泊,更佳為600泊或600泊以上。
由於有利於改善複合纖維之形狀穩定性及紡絲加工性質,所以在形成芯部之一般聚酯樹脂之熔融黏度與形成鞘部之聚酯樹脂之熔融黏度之間存在一定程度的差異範圍,形成芯部之一般聚酯樹脂在280℃下之熔融黏度與形成鞘部之聚酯樹脂在260℃下之熔融黏度之熔融黏度差較佳為700至2,500泊,更佳為1,000至2,000泊。
如上所述之含有2-甲基-1,3-丙二醇及2-甲基-1,3-戊二醇之根據本發明之低熔點聚酯樹脂具有優異的物理性質,包括100至150℃之軟化點、50至90°C之玻璃轉化溫度、及0.50 dl / g或0.50 dl / g以上之固有黏度。
此外,由於第二聚酯纖維含有伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物以及銀基無機抗菌劑粒子,因此可改善第二聚酯纖維之抗菌性質。
雲母礦物之實例包括伊萊石、絹雲母、金雲母、白雲母及黑雲母,且伊萊石或絹雲母(其作為雲母類天然礦物在遠紅外輻射性質、抗菌性質、儲熱性質、除臭性質等之功能上為優異的)包括45至80%之二氧化矽(SiO2 )、20至40%之氧化鋁(Al2 O3 )、5至15%之氧化鉀(K2 O)及0.7至4%之氧化鐵(Fe2 O3 )作為主要成分,且具有1至2之硬度及2.6至2.9之比重。
在本發明中,較佳使用伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物。
較佳同時使用雲母礦物及銀基無機抗菌劑,以使第二聚酯纖維之抗菌性質最大化。
較佳含有相對於第二聚酯纖維之重量0.3至10 wt%之伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物,並且對於本發明之功能用語,合適地含有相對於雲母礦物之重量5至30 wt%之銀基無機抗菌劑粒子。
此外,為了將本發明之雲母礦物及銀基無機抗菌劑施加至聚酯纖維,較佳將雲母礦物及銀基無機抗菌劑之粒徑調節至1 μm或1 μm以下。
雲母礦物及銀基無機抗菌劑可在第二聚酯纖維之製造期間含在第二聚酯纖維中,或者可在低熔點聚酯樹脂之合成期間含在低熔點聚酯樹脂中。
或者,當如上所述將第二聚酯纖維製造成鞘芯型複合纖維時,第二聚酯纖維可含在鞘芯型複合纖維之鞘部及芯部之各者中。
此外,第二聚酯纖維亦可藉由使用圓度50至80%之改質截面紗來進一步改善用於艙室空氣過濾器之不織布之灰塵捕集性質。
儘管第二聚酯纖維可包括任何圓度50至80%之改質截面紗,然而出於捕集性質及製造加工性質之目的,第二聚酯纖維可包括具有多個葉片之改質截面紗,較佳如同第一聚酯纖維具有3至8個葉片之截面,更佳4個葉片之十字形截面或5或6個葉片之星形截面。
較佳地,不織布是由以下所形成:第一聚酯纖維及第二聚酯纖維作為單絲在如上所述之根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布中使得第一聚酯纖維第二聚酯纖維之細度為0.5至6丹尼,纖維長度為1至100 mm。
此外,較佳以20:80至80:20之重量比混合第一聚酯纖維及第二聚酯纖維。
藉由形成其中均勻混合第一聚酯纖維及第二聚酯纖維之纖維層,並且在100至200°C下熱形成纖維層,根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布將能夠在纖維之間形成部分熔合及以預定形式形成部分熔合。
如上所述,在根據本發明之用於艙室空氣過濾器之不織布中包括具有改質截面之第一聚酯纖維及具有熱黏著性質質之第二聚酯纖維,藉由改質截面纖維,捕集效率隨著不織布內部表面積增加而改善,且藉由含在第二聚酯纖維中之雲母礦物及銀基無機抗菌劑,可獲得高抗菌性質。
下文展示製造根據本發明之用於艙室空氣過濾器之包括低熔點聚酯纖維之不織布之方法之實施例。然而,本發明不限於實施例。
Figure 02_image006
製造第二聚酯纖維 製造實施例1至6
藉由以鞘部對芯部之重量比為50:50使用在280℃下之熔融黏度為約2,300泊之聚對苯二甲酸乙二酯作為芯部以及低熔點聚酯樹脂作為鞘部,通過一般共軛紡絲製程來製造根據本發明之用於黏合劑之加工性質改善的聚酯纖維。
藉由將對苯二甲酸(TPA)及乙二醇(EG)注入至酯反應罐中之低熔點聚酯樹脂中並且在258°C下在酯反應罐中進行一般聚合反應製程來製造反應率為約96%之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)寡聚物。藉由在所製造之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之二醇成分中含有約42 mol%之2-甲基-1,3-丙二醇,在250 ± 2°C下進行轉酯化反應製程,以下表1中所示之含量比混合2-甲基-1,3-戊二醇,添加轉酯化反應催化劑,得到反應混合物。之後,藉由將縮合聚合催化劑添加至所獲得之反應混合物中,並且在調節反應槽內之最終溫度及壓力以使得反應槽內之最終溫度及壓力為280 ± 2°C及0.1 mmHg之同時進行縮合聚合反應製程來製造第二聚酯纖維。 製造比較實施例1
以與製造實施例1相同之方式,藉由使用聚對苯二甲酸乙二酯作為芯部,並且使用66.5 mol%之對苯二甲酸及33.5 mol%之間苯二甲酸作為酸成分,並且使用10.5 mol%之二甘醇及89.5 mol%之乙二醇作為鞘部之低熔點聚酯樹脂中之二醇成分來製造第二聚酯纖維。 製造比較實施例2
以與製造實施例1相同之方式,藉由使用聚對苯二甲酸乙二酯作為芯部,並且使用對苯二甲酸作為酸成分,及使用42.5 mol%之2-甲基-1,3-丙二醇及57.5 mol%之乙二醇作為鞘部之低熔點聚酯樹脂中之二醇成分來製造第二聚酯纖維。
表1
分類 軟化點 (℃) Tg (℃) IV (dl/g) 2-甲基-1,3-丙二醇 (mol%) 熔融黏度
220℃ 240℃ 260℃
製造實施例1 122 60.9 0.561 0.1 1254 1019 783
製造實施例2 119 61.8 0.562 0.5 1314 1078 864
製造實施例3 120 61.9 0.562 1.0 1528 1387 1196
製造實施例4 123 63.5 0.562 2.0 2271 1739 1444
製造實施例5 123 64.8 0.563 3.5 2833 2571 2213
製造實施例6 126 67.3 0.561 5.0 3341 3041 2733
製造比較實施例1 113 56.8 0.563 0 1011 739 467
製造比較實施例2 121 61.5 0.561 0 1197 992 664
如表1所示,可看出2-甲基-1,3-戊二醇之含量越高,則熔融黏度增加越高,並且由於製造實施例1至6中260℃下之所有熔融黏度均為700泊或700泊以上,因此可看出製造實施例1至6在高溫下保持高熔融黏度。此外,可看出二醇成分中含有0.5至2 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇之製造實施例2至4在220℃下之熔融黏度與在260℃下之熔融黏度之間300至500泊之熔融黏度差低於製造比較實施例1及2中在220℃下之熔融黏度與在260℃下之熔融黏度之間684及674泊之熔融黏度差。
此外,可看出如在製造實施例5及6中,當二醇成分中含有3 mol%或3 mol%以上之2-甲基-1,3-戊二醇時,在260℃下之熔融黏度為2,000泊或2,000泊以上時,熔融黏度迅速增加。
測量製造實施例及製造比較實施例之纖維之物理性質
在如下測量在上述製造實施例及製造比較實施例中所製造之低熔點聚酯樹脂及用於黏合劑之聚酯纖維之後,將測量結果示於表1及表2中。
(1)測量軟化點(或熔點)及玻璃轉化溫度(Tg
使用差示掃描量熱法(DSC-7,Perkin Elmer)測量共聚聚酯樹脂之玻璃轉化溫度(Tg ),並且使用動態機器分析儀(DMA-7,Perkin Elmer)測量熱機械分析(thermomechanical analysis;TMA)模式下之軟化行為。
(2)測定固有黏度(intrinsic viscosity;IV)
在將苯酚與四氯乙烷以1:1之重量比混合之後所得之溶液中,將聚酯樹脂各者溶解至0.5 wt%之濃度之後,使用烏氏黏度計(Ubbelohde viscometer)測量溶解在混合溶液中之聚酯樹脂在35°C下之固有黏度(IV)。
(3)測量熔融黏度
在將聚酯樹脂熔融至測量溫度之後,使用Rheometric Scientific Inc.之RDA-III測量經熔融之聚酯樹脂之熔融黏度。詳言之,當在設定溫度下之掃頻條件下藉由設定初始頻率=1.0 rad/s至最終頻率=500.0 rad/s以進行測量過程時,將100 rad/s下之值計算為熔融黏度。
(4)測量抗壓硬度值
在展開5 g聚酯纖維並且將經展開之聚酯纖維堆積在直徑為10 cm之圓形模製框架上至5 cm之高度之後,在設定溫度下熱黏合堆積在模製框架上之經展開之聚酯纖維90秒來製造圓柱狀模製品。藉由將所製造之模製品通過Instron壓縮至75%並且測量施加至壓縮之負載來測量壓縮硬度值。在本實驗中,藉由分別在140℃、150℃及160℃熱黏合溫度下進行熱黏合製程來測量抗壓硬度值。
(5)測量紡絲率(%,24小時)
在測量24小時所用之聚酯樹脂之量及紡絲纖維之量之後,藉由下式計算紡絲率。
紡絲率(%)=(紡絲纖維量(kg)/所用之PET樹脂量(kg))×100
(6)測量室溫及高溫黏著性質
在藉由熱黏合實施例及比較實施例之聚酯纖維來製備密度固定為2 g/100 cm2 之不織布之後,根據ASTM D1424測量所製造之不織布在25 ± 0.5℃(室溫)及100 ± 0.5℃(高溫)下之黏著力。
(7)高溫收縮性質
在將用於黏合劑之聚酯纖維製造成單絲之後,藉由梳理單絲來製造圓柱形聚酯纖維。在施加170°C之熱至圓柱形聚酯纖維3分鐘之後,測量聚酯纖維減少的體積。可評估出當現有聚酯纖維之體積為330 cm2 時,聚酯纖維之體積減少得越多,則聚酯纖維之形狀穩定性越差。可評估出當現有聚酯纖維之體積通常為250 cm2 或250 cm2 以下時,聚酯纖維之形狀穩定性為下降程度,並且當現有聚酯纖維之體積為280 cm2 或280 cm2 以上時,聚酯纖維之形狀穩定性為優異的。
表2
分類 抗壓硬度 (kgf) 紡絲率 (%,24 hr) 黏著力 形狀穩定性
140℃ 150℃ 160℃    室溫黏著力 [kgf] 高溫黏著力 [kgf] 高溫收縮性質 [cm3 ]
製造實施例1 0.55 0.72 0.98 98.5 56.2 4.1 268
製造實施例2 0.57 0.79 1.07 99.2 57.4 4.3 271
製造實施例3 0.62 0.88 1.21 99.3 57.3 4.7 275
製造實施例4 0.61 1.24 1.36 99.5 58.1 4.9 281
製造實施例5 0.73 1.39 1.55 95.6 58.3 5.1 274
製造實施例6 0.76 1.54 1.86 91.3 57.2 5.2 271
製造比較實施例1 0.41 0.57 0.74 97.8 55.3 3.2 254
製造比較實施例2 0.52 0.73 0.91 98.1 55.7 3.9 260
壓縮硬度之數值越高,則模製品之纖維之間之熱黏著性質越好。如上述表2所示,可看出與製造比較實施例1及2相比,製造實施例1至6,即根據本發明之低熔點聚酯纖維,由於具有高壓縮硬度值,因此具有優異的熱黏著性質,並且可看出儘管所測量之實施例1至6及比較實施例之低熔點聚酯樹脂之室溫黏著力均為55 kgf或55 kgf以上之優異黏著力,但與製造比較實施例1及2相比,本發明之製造實施例1至6具有優異的黏著力。特別地,可看出儘管根據本發明之製造實施例1至6具有4.1至5.2 kgf之高溫黏著力,但由於製造比較實施例具有3.2及3.9 kgf之高溫黏著力,相較於比較實施例,製造實施例1至6之高溫黏著力更優異,因此本發明之實施例具有非常優異的高溫黏著力。
此外,儘管可看出製造實施例1至6及製造比較實施例均具有260 cm3 或260 cm3 以上之良好的高溫收縮質程度,然而可看出相較於製造比較實施例1及2,製造實施例1至6之高溫收縮性質更優異。
此外,可看出具有在220℃下之熔融黏度與在260℃下之熔融黏度之間低熔融黏度差之製造實施例2至4即使在紡絲率方面上亦具有較高的值,並且可看出根據本發明之用於黏合劑之聚酯纖維具有優異的加工性質,且通過高加工性質改善根據本發明之聚酯纖維之熱黏著性質。
特別地,二醇成分中含有0.5至2.0 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇之製造實施例2至4具有99%或99%以上之紡絲率,室溫黏著力及高溫黏著力為優異的,並且即使在高溫收縮性質方面上亦為非常優異的。因此,二醇成分中所含之2-甲基-1,3-戊二醇之量較佳為0.5至2.0 mol%。
Figure 02_image006
製造用於艙室空氣過濾器之不織布 實施例1
將使用熔點為約265℃之聚對苯二甲酸乙二酯所製造之圓度為68%之6葉截面之纖維用於第一聚酯纖維,以及將上述製造實施例3之低熔點聚酯纖維用於第二聚酯纖維。
在製造第二聚酯纖維時,在鞘部及芯部各者中含有相對於第二聚酯纖維之重量3 wt%之伊萊石粒子及相對於伊萊石粒子之重量15 wt%之無機抗菌劑,即在第二聚酯纖維中含有銀基沸石。
第一聚酯纖維為細度為1.4丹尼、纖維長度為6 mm之單絲,第二聚酯纖維為細度為2丹尼、纖維長度為6 mm之單絲,且在將30 wt%之第一聚酯纖維與70 wt%之第二聚酯纖維混合以獲得混合物之後,藉由針扎及熱黏合混合物來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。 實施例2
除了在第二聚酯纖維中含有1 wt%之伊萊石粒子之外,藉由與上述實施例1相同之方法來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。 實施例3
除了在第一聚酯纖維中使用圓度為74%之十字形4葉截面之改質截面紗之外,藉由與上述實施例1相同之方法來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。 實施例4
除了在第一聚酯纖維中使用圓度為100%之圓形截面之纖維之外,藉由與實施例1相同之方法來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。 比較實施例1
除了在第二聚酯纖維中不含有伊萊石粒子及銀基沸石之外,藉由與實施例1相同之方法來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。 比較實施例2
除了在第一聚酯纖維中使用圓度為100%之圓形截面之纖維,以及第二聚酯纖維為鞘芯型纖維(其中在鞘部之低熔點聚酯樹脂中使用作芯部之聚對苯二甲酸乙二酯,用作酸成分之66.5 mol%之對苯二甲酸及33.5 mol%之間苯二甲酸,用作二醇成分之10.5 mol%之二甘醇及89.5 mol%之乙二醇)之外,藉由與上述實施例1相同之方法來製造用於艙室空氣過濾器之不織布。
評估實施例1至4及比較實施例1及2之物理性質
在評估實施例及比較實施例中所製造之用於艙室空氣過濾器之不織布之強度、抗菌性質及捕集性質之後,評估結果示於表3。
(1)基重:測量每1 cm2 之紙重。
(2)厚度:根據KS K 0506測量厚度。
(3)強度:當拉紙時根據KS K 0520藉由負荷力來測量強度。
(4)圓度:紗截面之外接圓與內切圓之面積比 圓度(%)=內切圓之面積(B)/外接圓之面積(A)× 100
Figure 02_image009
#圓度越低,則非圓形之截面度越高。
(5)抗菌度:根據KS K 0693測量細菌減少率。
(6)捕集效率:根據KS C 9314測量捕集效率(%)。
表3
分類 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較實施例1 比較實施例2
基重 50 50 50 50 50 50
雲母礦物含量 (wt%) 3 1 3 3 0 3
抗拉強度 (kgf) MD 7.45 7.42 7.05 7.11 7.54 6.25
CD 3.38 3.25 3.09 3.11 3.86 2.03
細菌減少率 (%) 菌株1 99.9 99.9 99.9 99.9 38.2 99.9
菌株2 99.9 99.9 99.9 99.9 44.8 99.9
捕集效率 (%) 95 95 94 67 96 64
菌株1:金黃色葡萄球菌ATCC 6538(金黃色葡萄球菌) 菌株2:克雷伯氏肺炎桿菌ATCC 4352(肺炎球菌)
如表3所示,可看出使用改質截面紗作為第一聚酯纖維並且在第二聚酯纖維中含有雲母礦物及銀基無機抗菌劑粒子之實施例1至3之細菌減少率為95%或95%以上(即高抗菌性質)以及灰塵捕集效率為90%或90%以上(即高灰塵捕集性質)。
可看出,在第二聚酯纖維中不含雲母礦物及銀基無機抗菌劑粒子之比較實施例1具有非常低的抗菌性質,並且可看出僅使用圓形截面之纖維作為第一聚酯纖維之實施例4及比較實施例2具有較低的捕集效率。
此外,由於與使用間苯二甲酸之比較實施例2之用於艙室空氣過濾器之不織布相比,使用本發明之由[化學式1]所形成之低熔點聚酯纖維之實施例1至4及比較實施例1之用於艙室空氣過濾器之不織布在強度上更優異,可看出當在用於艙室空氣過濾器之不織布中使用根據本發明之低熔點聚酯纖維時,改善了物理性質。

Claims (6)

  1. 一種用於艙室空氣過濾器之不織布,其包含低熔點聚酯纖維,其中該用於艙室空氣過濾器之不織布包括含有熔點高於250℃之聚酯樹脂之第一聚酯纖維及含有軟化點100至150℃之低熔點聚酯樹脂之第二聚酯纖維,該第一聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗,該第二聚酯纖維包括由包括對苯二甲酸或其酯形成衍生物之酸成分及包括2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇及乙二醇之二醇成分所形成之低熔點聚酯樹脂,且該第二聚酯纖維含有伊萊石粒子(即雲母礦物)或伊萊石粒子及絹雲母粒子之混合物以及銀基無機抗菌劑粒子。
  2. 如請求項1之用於艙室空氣過濾器之不織布,其中該第二聚酯纖維含有相對於該第二聚酯纖維之重量0.3至10 wt%之該等伊萊石粒子(即雲母礦物)或該等伊萊石粒子及該等絹雲母粒子之該混合物,並且該第二聚酯纖維含有相對於該雲母礦物之重量5至30 wt%之該等銀基無機抗菌劑粒子。
  3. 如請求項1之用於艙室空氣過濾器之不織布,其中該第二聚酯纖維為圓度50至80%之改質截面紗。
  4. 如請求項1之用於艙室空氣過濾器之不織布,其中該低熔點聚酯樹脂在該二醇成分中含有0.01至5 mol%之2-甲基-1,3-戊二醇。
  5. 如請求項1之用於艙室空氣過濾器之不織布,其中該第二聚酯纖維為由鞘部及芯部所形成之聚酯複合纖維,該芯部是由一般聚酯樹脂所形成,且該鞘部是由該低熔點聚酯樹脂所形成。
  6. 如請求項1之用於艙室空氣過濾器之不織布,其中該低熔點聚酯樹脂在220℃下之熔融黏度與在260°C下之熔融黏度之間之熔融黏度差為600泊或600泊以下。
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