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CN106400303B - 层叠无纺布及空气净化机 - Google Patents

层叠无纺布及空气净化机 Download PDF

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Abstract

层叠无纺布具有包含第1纤维的第1无纺布、包含第2纤维的第2无纺布、包含第3纤维的第3无纺布、和粘接剂。第2无纺布层叠于第1无纺布上，第3无纺布相对于第2无纺布层叠于第1无纺布1的相反侧。粘接剂4夹在第1无纺布1与第3无纺布3之间。第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，比第1纤维的平均纤维直径小。第3无纺布在与第2无纺布相对的面上具有包含彼此交织的多个第3纤维的突出部。粘接剂的至少一部分夹在突出部与第1无纺布之间。

Description

层叠无纺布及空气净化机
技术领域
本公开例如涉及作为空气净化机的过滤用材料使用的层叠无纺布、和包含其的空气净化机。
背景技术
作为在空气净化机等中使用的过滤用材料，提出了使用某种层叠无纺布(例如，国际公开第2013/121733号)。这种层叠无纺布具有作为基材发挥功能的第1无纺布、第2无纺布和第3无纺布。第2无纺布包含平均纤维直径比第1无纺布小的纤维，具有集尘功能。第3无纺布保护第2无纺布，同时具有集尘功能。
发明内容
本公开的第1层叠无纺布具有第1无纺布、第2无纺布、第3无纺布和粘接剂。第1无纺布包含多个第1纤维。第2无纺布层叠于第1无纺布上，且包含多个第2纤维。第3无纺布相对于第2无纺布层叠于第1无纺布的相反侧，并且包含多个第3纤维。粘接剂夹在第1无纺布与第3无纺布之间。多个第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，多个第1纤维的平均纤维直径比多个第2纤维的平均纤维直径大。第3无纺布在与第2无纺布相对的面上，具有包含彼此交织的多个第3纤维的一部分的突出部。粘接剂的至少一部分夹在突出部与第1无纺布之间。
本公开的第2层叠无纺布具有第1无纺布、第2无纺布和粘接剂。第1无纺布包含多个第1纤维及多个第2纤维。第2无纺布层叠于第1无纺布上，且包含多个第3纤维。粘接剂夹在第1无纺布与第2无纺布之间。多个第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，多个第1纤维的平均纤维直径比多个第2纤维的平均纤维直径大。第1无纺布含有：包含多个第1纤维的一部分的基材层、和与基材层相比靠近第2无纺布地配置且包含多个第1纤维的另一部分及多个第2纤维的复合层。第2无纺布在与第1无纺布相对的面上，具有包含彼此交织的多个第3纤维的一部分的突出部。粘接剂的至少一部分夹在突出部与第1无纺布之间。
本公开的空气净化机具有气体的吸入部、气体的排出部、和配置在这些吸入部与排出部之间的层叠无纺布。该层叠无纺布为上述第1或第2发明的层叠无纺布中的任一者。
根据本公开，在层叠无纺布中，能够抑制无纺布间的剥离。
附图说明
图1A是示意性表示本公开的实施方式所述的层叠无纺布的主要部分的上表面图。
图1B是示意性表示图1A中所示的层叠无纺布的主要部分的截面图。
图2是表示用于制造本公开的实施方式所述的层叠无纺布的制造系统的构成例的图。
图3是示意性表示本公开的实施方式所述的其他层叠无纺布的主要部分的截面图。
图4是示意性表示本公开的实施方式所述的空气净化机的局部切口立体图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前，对以往的层叠无纺布中的问题进行简单说明。在将国际公开第2013/121733号中公开的层叠无纺布成形为褶裥形状时，有时第2无纺布及第3无纺布从第1无纺布剥离。若第2无纺布及第3无纺布剥离，则在将层叠无纺布作为过滤用材料使用时，集尘效率显著降低。
(实施方式1)
以下，参照图1A、图1B对本公开的实施方式1所述的层叠无纺布10A进行说明。图1A是示意性表示层叠无纺布10A的主要部分的上表面图，图1B是图1A的1B-1B线上的截面图。
层叠无纺布10A具有第1无纺布1、第2无纺布2、第3无纺布3和粘接剂4。第1无纺布1包含第1纤维1F。第2无纺布2层叠于第1无纺布1上，且包含第2纤维2F。第3无纺布3层叠于第2无纺布2的不与第1无纺布1相对的主表面2A上，并且包含第3纤维3F。即，第3无纺布3相对于第2无纺布2层叠于第1无纺布1的相反侧。粘接剂4夹在第1无纺布1与第3无纺布3之间。另外，所谓无纺布包含纤维是指作为主要成分包含纤维。这种情况下，主要成分的含有率为80重量％以上。以下，对于层叠无纺布10A，作为适于空气净化机的过滤用材料的形态，具体地进行说明，但层叠无纺布10A的用途并不限定于此。
第1无纺布1作为保持层叠无纺布10A的形状的基材发挥功能。在将层叠无纺布10A进行褶裥加工时，第1无纺布1成为基材，保持褶裥的形状。
第1无纺布1包含第1纤维1F。第1纤维1F的材质没有特别限定，例如可列举出玻璃纤维、纤维素、丙烯酸树脂、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(PA)、或它们的混合物等。其中，从形状保持的观点出发，第1纤维1F的材质优选为PET或纤维素。第1纤维1F的平均纤维直径D1没有特别限定，例如可以为1μm以上且40μm以下，也可以为5μm以上且20μm以下。
所谓平均纤维直径D1是第1纤维1F的直径的平均值。所谓第1纤维1F的直径是相对于第1纤维1F的长度方向垂直的截面的直径。在那样的截面不为圆形的情况下，可以将最大径视为直径。此外，也可以将从第1无纺布1的一个主表面的法线方向看时的相对于第1纤维1F的长度方向垂直的方向的宽度视为第1纤维1F的直径。平均纤维直径D1例如是第1无纺布1中包含的任意的10根第1纤维1F的任意的部位的直径的平均值。关于后述的平均纤维直径D2及D3也相同。
第1无纺布1例如通过纺粘法、干式法(例如气铺法)、湿式法、熔喷法、针刺法等来制造，但其制造方法没有特别限定。其中，在容易形成作为基材适合的无纺布的方面，第1无纺布1优选通过湿式法来制造。
第1无纺布1的压力损耗也没有特别限定。其中，第1无纺布1的初期的压力损耗使用依据JISB9908形式1的规格的测定机进行测定时，优选为1Pa以上且10Pa以下左右。若第1无纺布1的初期的压力损耗为该范围，则层叠无纺布10A的整体的压力损耗也得到抑制。另外，在上述形式1中的试验方法中如以下那样测定压力损耗。将具有层叠无纺布的过滤器单元按照没有空气漏泄的方式保持在单元固定部中。此外在过滤器单元中安装静压测定部。静压测定部具有夹持过滤器单元的直管部，在该直管部上，在上游侧、下游侧的管壁上设置有垂直的静压测定孔。在该状态下通过送风机向过滤器单元送额定风量的风。并且，通过利用静压测定孔上介由管而连接的压力表测定上游侧、下游侧的静压，从而求出压力损耗。
第1无纺布1的厚度T1从压力损耗的观点出发，优选为50μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。另外，所谓无纺布的厚度例如为无纺布的任意的10处的厚度的平均值(以下，相同)。所谓厚度是无纺布的2个主表面之间的距离。无纺布的厚度具体而言如下求出。即，拍摄无纺布的截面照片，从位于无纺布的一个主表面上的任意的1地点到另一个主表面为止，画相对于一个表面垂直的线。求出位于该线上的纤维中的处于最远的位置的2根纤维的外侧(外法)的距离。对于其他的任意的多个地点(例如9个地点)也同样地算出距离，以将它们平均化而得到的数值作为无纺布的厚度。在这样的无纺布的厚度的算出时，也可以使用经二值化处理的图像。
从同样的观点出发，第1无纺布1的每单位面积的质量优选为10g/m2以上且80g/m2以下，更优选为35g/m2以上且60g/m2以下。
第2无纺布2包含具有比第1纤维1F的平均纤维直径D1小的平均纤维直径D2的第2纤维2F，具有捕捉尘埃的功能。平均纤维直径D2优选为平均纤维直径D1的1/10以下，更优选为平均纤维直径D1的1/100。即，优选满足D2≤D1/10，更优选满足D2≤D1/100。此外，平均纤维直径D2优选为平均纤维直径D1的1/1000以上。若平均纤维直径D2为该范围，则压力损耗得到抑制，同时集尘效率容易变高。具体而言，平均纤维直径D2为3μm以下。平均纤维直径D2优选为1μm以下，更优选为300nm以下。此外，平均纤维直径D2优选为30nm以上，更优选为50nm以上。
第2无纺布2的每单位面积的质量优选为0.01g/m2以上且1.5g/m2以下，更优选为0.01g/m2以上且0.5g/m2以下，特别优选为0.03g/m2以上且0.1g/m2以下。若第2无纺布2满足该条件，则容易抑制压力损耗，并且发挥高的集尘效率。
第2纤维2F的材质没有特别限定，例如可列举出PA、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚芳酯(PAR)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、PP、PET、聚氨酯(PU)等聚合物。它们可以单独使用或将2种以上组合使用。其中，在通过静电纺丝法来形成第2纤维2F时，优选使用PES。此外，在容易减小平均纤维直径D2的方面，优选使用PVDF。
第2无纺布2的厚度T2从压力损耗的观点出发，优选为0.5μm以上且10μm以下，更优选为1μm以上且5μm以下。另外，第2无纺布2的初期的压力损耗在与上述同样的条件下进行测定时，优选为5Pa以上且40Pa以下左右。另外，第2纤维2F的至少一部分也可以进入构成第1无纺布1的第1纤维1F彼此的间隙中。此时，第2无纺布2包含通过第1纤维1F及第2纤维2F形成的复合层。这种情况下，所谓厚度T2是指包含复合层的第2无纺布的厚度。对于该构成在实施方式2中详述。
第3无纺布3具有收集比较大的尘埃的功能，同时作为保护第2无纺布2免受各种外部负荷的保护材料发挥功能。从集尘效率的观点出发，优选对第3无纺布3实施带电处理。
第3无纺布3包含第3纤维3F。第3纤维3F的材质没有特别限定，可例示出与第1无纺布1相同的材质。其中，在容易带电的方面，优选PP。第3纤维3F的平均纤维直径D3没有特别限定。平均纤维直径D3例如为0.5μm以上且20μm以下，为5μm以上且20μm以下。
第3无纺布3在与第2无纺布2相对的主表面3A上，具有包含彼此交织的多个第3纤维3F的突出部P。关于突出部P的形状或形成方法等，在后面叙述。第3无纺布3自身的制造方法没有特别限定，可同样例示出第1无纺布1中例示的方法。其中，在容易形成作为过滤用材料适合的纤维直径细的无纺布的方面，第3无纺布3优选通过熔喷法来制造。突出部P可以通过例如对通过熔喷法而制造的第3无纺布3的主表面3A实施后述的后加工来形成。
第3无纺布3的压力损耗没有特别限定。其中，第3无纺布3的初期的压力损耗在与上述同样的条件下进行测定时，优选为10Pa以上且50Pa以下左右。若第3无纺布3的初期的压力损耗为该范围，则层叠无纺布10A整体的压力损耗也得到抑制。
第2无纺布2与第3无纺布3使用粘接剂4而粘接。例如，在第1无纺布1与第2无纺布2的层叠体的第2无纺布2露出的面上，作为粘接剂4散布粒子状的热塑性树脂，使用加热装置使其熔融。接着，将第3无纺布3层叠到层叠体的散布有粘接剂4的面上并进行压接。
此时，若层叠体与第3无纺布3的粘接不充分，则有时第3无纺布3发生剥离。当第3无纺布3剥离时，第2无纺布2也从第1无纺布1剥离。这是由于第1无纺布1与第2无纺布2没有介由粘接剂4而层叠。第2无纺布2例如通过静电纺丝法而形成于第1无纺布1上。在静电纺丝法中，对使构成第2无纺布2的第2纤维2F的原料即树脂(原料树脂)溶解到溶剂中而得到的原料液，施加高电压，将带有电荷的原料液从喷嘴进行喷射，由此形成第2纤维2F。第2纤维2F以包含溶剂的状态堆积到第1无纺布1上，形成第2无纺布2。此时，包含溶剂的第2纤维2F通过与构成第1无纺布1的第1纤维1F进行密合，从而两者被接合。即，由于第1无纺布1与第2无纺布2通过纤维彼此的点粘接而被粘接，所以在第1无纺布1与第2无纺布2之间，容易产生剥离。若第2无纺布2及第3无纺布3发生剥离，则在将层叠无纺布10A作为过滤用材料使用时，集尘效率显著降低。
若为了抑制第3无纺布3的剥离而对层叠体和第3无纺布3施加大的载荷而进行压接，则所得到的层叠无纺布10A的压力损耗变得非常大。认为这是由于，平均纤维直径小的第2纤维2F通过压力而发生变形，使第2无纺布2自身的空隙减少。
因此，本公开中，通过在第3无纺布3的与第2无纺布2相对的主表面3A上，配置包含彼此交织的多个第3纤维3F的突出部P，来抑制第3无纺布3的剥离。
即，本公开所述的层叠无纺布10A具有包含第1纤维1F的第1无纺布1、包含第2纤维2F的第2无纺布2、包含第3纤维3F的第3无纺布3、和粘接剂4。第2无纺布2层叠于第1无纺布1上，第3无纺布3层叠于第2无纺布2的不与第1无纺布1相对的主表面2A上。粘接剂4夹在第1无纺布1与第3无纺布3之间。第1纤维1F的平均纤维直径D1及第2纤维2F的平均纤维直径D2满足D1＞D2的关系。第3无纺布3在与第2无纺布2相对的主表面3A上，具有包含彼此交织的多个第3纤维3F的突出部P。粘接剂4的至少一部分夹在突出部P与第1无纺布1之间。由此，不会使压力损耗增加，第3无纺布3、进而第2无纺布2的剥离得到抑制。
第3无纺布3在与第2无纺布2相对的主表面3A上具有突出部P。突出部P是通过构成第3无纺布3的多个第3纤维3F彼此交织而形成的第3纤维3F的集合体。突出部P是与所谓的毛疙瘩同质的部位。突出部P的形状没有特别限定。例如，从突出部P的主表面3A的法线方向看到的形状可以为圆形，也可以为线形，还可以如图1A中所示的那样为形状不固定的不定形。
突出部P在压接工序中，与第3无纺布3的其他部分相比优先被按压到第1无纺布1上。因此，对于与突出部P以外的部分相对的第2纤维2F，没有受到大的载荷，变形得到抑制。进而，在优先被加压的突出部P与第1无纺布1之间，夹着粘接剂4。由此，能够将第3无纺布3与第1无纺布1可靠地粘接。即，通过在第3无纺布3上配置突出部P，不会使压力损耗增加，能够抑制第3无纺布3、进而第2无纺布2的剥离。另外，粘接剂4如图1A中所示的那样可以与第2无纺布2相接，也可以与第1无纺布1直接相接。此外，粘接剂4也可以夹在没有配置突出部P的部分的第3无纺布3与第1无纺布1之间。
突出部P也可以配置在主表面3A的整体中，但从抑制压力损耗的观点出发，优选至少配置在第2纤维2F的容易引起变形的部分中。例如，在粘接剂4的熔融工序中，在加热装置的特性上，层叠体的与加热装置的中央相对的部分(中央部)变得特别容易被加热。因此，在接下来进行的压接工序中，位于被充分加热的中央部的第2纤维2F与除此以外的部分相比特别容易发生变形。因而，特别是在上述中央部中，存在压力损耗增大的倾向。该倾向随着生产批量数增加而变得显著。这种情况下，突出部P优选至少配置在第3无纺布3的与上述中央部对应的部分中。例如，当第3无纺布3为长条体时，优选在沿着第3无纺布3的长度方向而形成、与第3无纺布3的宽度方向的中心具有相同中心、且占第3无纺布3的面积的50～75％的带状的区域(中央区域)中配置突出部P。
此外，优选使配置突出部P的第3无纺布3的厚度相对于没有配置突出部P的部分相对地变薄。换而言之，优选如图1B中所示的那样，第3无纺布3具有厚度相对薄的区域(第2区域R2)和厚的区域(第1区域R1)，且突出部P配置在第2区域R2中。由此，在第2区域R2中，突出部P与第1无纺布1被可靠地粘接，同时第2纤维2F的变形得到抑制。在第1区域R1中，也变得容易确保第3无纺布3与第1无纺布1的粘接。因此，利用粘接剂4的粘接强度被进一步提高。另外，第1区域R1也可以具有突出部P，但其高度优选比配置在第2区域R2中的突出部P的高度低。这是由于在第2区域R2中配置突出部P所带来的效果变小。
当第3无纺布3为长条体时，优选相对地减小第2纤维2F容易变形的中央区域的厚度，同时在中央区域中配置突出部P。即，以第3无纺布3的中央区域作为第2区域R2，以除中央区域以外的区域作为第1区域R1。由此，压力损耗的增大进一步得到抑制。
第1区域R1及第2区域R2与突出部P可以通过观察第3无纺布3的主表面3A或者截面而清楚地区别。由于突出部P是从第3无纺布3的主表面的一部分伸出的第3纤维3F互相缠绕而形成的，所以各区域模样(例如第3纤维3F的密度或组织等)不同。此外，通过使光透过层叠无纺布10A，也能够识别突出部P。突出部P与其他的部分相比阴影看起来变浓。
第3无纺布3的配置有突出部P的区域是否为相对地薄的第2区域R2可以如以下那样进行判断。例如，从第3无纺布3，将配置突出部P的区域(配置区域)的一部分(例如12cm×12cm)及其他的区域(非配置区域)的一部分切出。对于切出的配置区域，通过上述的方法确定突出部P，测量除此以外的部分的任意的10处的厚度后，算出它们的平均值。同样地，对于非配置区域，也测量任意的10处的厚度，算出平均值。在配置区域的厚度的平均值比非配置区域的厚度平均值小、所得到的平均值彼此的差d为非配置区域的厚度的平均值的20％以上的情况下，判断突出部P形成于第2区域R2中。另一方面，在差d低于非配置区域的厚度的平均值的20％的情况下，可以视为第3无纺布3具有大致均匀的厚度。
如上述那样算出的第2区域R2的平均的厚度T32相对于第1区域R1的平均的厚度T31的比(T32/T31)没有特别限定，例如可以为0.60～0.98，也可以为0.70～0.95。从压力损耗的观点出发，厚度T31优选为100μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。厚度T32优选为100μm以上且400μm以下，更优选为150μm以上且300μm以下。
突出部P的高度Hp优选比上述差d大(参照图1B)。高度Hp可以作为从与主表面3A相反的主表面3B至突出部P的顶部为止的距离T3P与第2区域R2的厚度T32的差而算出。高度Hp相对于差d的比(Hp/d)优选为1～100，更优选为10～50。距离T3P也可以与厚度T31等同样地将具有突出部P的部分的任意的10处的厚度平均化而算出。高度Hp具体而言，优选为50μm以上且2000μm以下，更优选为100μm以上且1000μm以下。
第1区域R1及第2区域R2的每单位面积的质量没有特别限定。其中，从压力损耗的观点出发，第1区域R1的每单位面积的质量优选为15g/m2以上且50g/m2以下，更优选为15g/m2以上且30g/m2以下。第2区域R2的每单位面积的质量优选为10g/m2以上且25g/m2以下，更优选为10g/m2以上且20g/m2以下。
另外，在第3无纺布3的厚度均匀的情况下，其厚度T3从压力损耗的观点出发，优选为100μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。在上述的情况下，第3无纺布3的每单位面积的质量从压力损耗的观点出发，优选为10g/m2以上且50g/m2以下，更优选为10g/m2以上且30g/m2以下。
突出部P的质量比例(换而言之，构成突出部P的第3纤维的质量比例)从剥离强度的观点出发，优选为包含突出部P的区域的1～20质量％，更优选为1～10质量％。由此，变得容易在突出部P与第1无纺布1之间夹杂粘接剂4。另外，所谓包含突出部P的区域可以是第3无纺布3的整面，可以是第2区域R2或中央区域。突出部P的质量比例例如可以如以下那样算出。首先，从第3无纺布3，剪切包含突出部P的区域的一部分(例如12cm×12cm)。在第3无纺布3的整面上形成有突出部P的情况下，剪切的区域没有限定。测量剪切的部分的质量后，进一步将突出部P全部剪切。测量剪切的突出部P的质量，可以通过将其除以之前测量的上述部分的质量而算出。
突出部P的面积比例没有特别限定。其中，从与上述同样的观点出发，优选为包含突出部P的区域的1～40％，更优选为5～20％。突出部P的面积比例例如可以通过对包含突出部P的区域的一部分从其法线方向进行拍摄，对所拍摄的图像进行处理，确定突出部P所占的部分，由此算出。
形成突出部P的方法没有特别限定。通过对第3无纺布3的一个主表面3A例如利用橡胶制的辊或压勺等进行摩擦，使第3纤维3F起毛，从而第3纤维3F彼此互相缠绕，可以形成突出部P。
层叠无纺布10A可以通过具有第1准备工序、第2准备工序、第3准备工序、无纺布形成工序、粘接剂散布工序、加热工序和层叠工序的制造方法来制作。在第1准备工序中，准备包含第1纤维1F的第1无纺布1。在第2准备工序中，准备包含成为第2纤维2F的原料的原料树脂及使原料树脂溶解的溶剂的原料液。在第3准备工序中，准备包含第3纤维3F的第3无纺布3。在无纺布形成工序中，在第1无纺布1上喷射原料液，由原料液生成第2纤维2F，在第1无纺布1的一个主表面上堆积第2纤维2F。在粘接剂散布工序中，在堆积第2纤维2F的第1无纺布1的上述主表面上，散布粘接剂4的粒子。在加热工序中，使散布到上述主表面上的粘接剂4熔融。在层叠工序中，在具有熔融的粘接剂4的第1无纺布1上，介由第2纤维2F层叠第3无纺布3。
以下，参照图2，对层叠无纺布10A的制造方法及进行该方法的制造系统200进行说明，但以下的系统及制造方法并不限定本公开。图2是概略地表示层叠无纺布10A的制造系统200的一个例子的构成的图。制造系统200构成用于制造层叠无纺布10A的制造线。
层叠无纺布10A的制造方法例如可以通过从生产线的上游向下游搬运第1无纺布1，在搬运的第1无纺布1的主表面上形成第2无纺布2后，层叠第3无纺布3的制造系统200来实施。制造系统200例如具有第1无纺布供给装置(以下，供给装置)201、作为第2无纺布形成装置的静电纺丝单元202、粘接剂散布装置(以下，散布装置)203、加热装置204和第3无纺布层叠装置(以下，层叠装置)205。供给装置201将第1无纺布1供给到搬运带(搬运传送带21)上。静电纺丝单元202具有由原料液22通过静电力生成第2纤维2F的静电纺丝机构。散布装置203从自静电纺丝单元202送出的第2无纺布2的上方散布粘接剂4。加热装置204将散布的粘接剂4进行熔融。层叠装置205从自加热装置204送出的第2无纺布2的上方层叠第3无纺布3。
以下，对使用制造系统200的制造方法进行说明。首先，准备第1无纺布1。在制造系统200中，第1无纺布1通过搬运辊11、31、41、51及搬运传送带21，从制造线的上游向下游搬运。在制造系统200的最上游，设置有内部收纳有卷绕成卷状的第1无纺布1的供给装置201。供给装置201通过发动机13使第1供给卷轴12旋转，将卷绕到第1供给卷轴12上的第1无纺布1供给至搬运辊11。
第1无纺布1通过搬运辊11被搬运至静电纺丝单元202。静电纺丝单元202所具有的静电纺丝机构包含放出体23、带电部(参照后述)和搬运传送带21。放出体23将设置于装置内的上方的第2纤维2F的原料液放出。带电部使所放出的原料液带正电。搬运传送带21将按照与放出体23相对的方式配置的第1无纺布1从上游侧向下游侧搬运。搬运传送带21与第1无纺布1一起作为收集第2纤维2F的收集部发挥功能。另外，静电纺丝单元202的台数没有特别限定，可以为1台，也可以为串联设置的2台以上。
当具有多个静电纺丝单元202时，或者在1台的静电纺丝单元202中具有多个放出体23时，也可以在每个静电纺丝单元202、或者每个放出体23中，使形成的第2纤维2F的平均纤维直径发生变化。第2纤维2F的平均纤维直径可以通过调整后述的原料液的喷出压力、施加电压、原料液的浓度、放出体23与第1无纺布1的距离、温度、湿度等而发生变化。此外，第2纤维2F的堆积量可以通过调整原料液的喷出压力、施加电压、原料液的浓度、第1无纺布1的搬运速度等来控制。
在放出体23上，按照与第1无纺布1的主表面相对的方式，在多处设置有原料液22的放出口(未图示)。放出体23的放出口与第1无纺布1的距离也根据制造系统200的规模、所期望的纤维直径的不同而不同，例如只要为100～600mm即可。放出体23通过第2支撑体25，按照自身的长度方向变得与第1无纺布1的主表面平行的方式被支撑。第2支撑体25被设置于静电纺丝单元202的上方，从与第1无纺布1的搬运方向平行的第1支撑体24向下方延伸。第1支撑体24也可以按照使放出体23沿与第1无纺布1的搬运方向垂直的方向摇动的方式可动。
带电部由对放出体23施加电压的电压施加装置26、和与搬运传送带21平行地设置的对电极27构成。对电极27被接地(与地面连接)。由此，在放出体23与对电极27之间，可以设置与通过电压施加装置26施加的电压相应的电位差(例如20～200kV)。另外，带电部的构成没有特别限定。例如，对电极27也可以带负电。此外，代替设置对电极27，也可以由导体构成搬运传送带21的带部分。
放出体23由导体构成，具有长条的形状，其内部成为中空。该中空作为收纳原料液22的收纳部发挥功能。原料液22通过与放出体23的中空连通的泵28的压力，从原料液罐29被供给到放出体23的中空中。然后，原料液22通过泵28的压力，从放出口向着第1无纺布1的主表面放出。放出的原料液22在带电的状态下在放出体23与第1无纺布1之间的空间(生成空间)移动中引起静电爆炸，生成纤维状物(第2纤维2F)。
作为原料液22中包含的溶剂，只要根据原料树脂的种类、制造条件，选择适合的溶剂即可。例如可以使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、六氟异丙醇、四乙二醇、三乙二醇、二苄基醇、1，3-二氧杂环戊烷、1，4-二噁烷、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲基正己基酮、甲基正丙基酮、二异丙基酮、二异丁基酮、丙酮、六氟丙酮、苯酚、甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、氯甲烷、氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、邻氯甲苯、对氯甲苯、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、三氯乙烷、二氯丙烷、二溴乙烷、二溴丙烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、醋酸、苯、甲苯、己烷、环己烷、环己酮、环戊烷、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、乙腈、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜、吡啶、水等。它们可以单独使用，也可以将多种组合使用。其中，如后述那样通过静电纺丝法来形成包含聚醚砜(PES)的第2纤维2F时，在适于静电纺丝法的方面及容易溶解PES的方面，优选DMAc。
在原料液22中，也可以添加无机质固体材料。作为无机质固体材料，可列举出氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氟化物、硫化物等。其中，从加工性等观点出发，优选使用氧化物。作为氧化物，可例示出Al2O3、SiO2、TiO2、Li2O、Na2O、MgO、CaO、SrO、BaO、B2O3、P2O5、SnO2、ZrO2、K2O、Cs2O、ZnO、Sb2O3、As2O3、CeO2、V2O5、Cr2O3、MnO、Fe2O3、CoO、NiO、Y2O3、Lu2O3、Yb2O3、HfO2、Nb2O5等。它们可以单独使用，也可以将多种组合使用。
原料液22中的溶剂与原料树脂的混合比率根据选定的溶剂的种类和原料树脂的种类的不同而不同。原料液22中的溶剂的比例例如为60质量％到95质量％。
形成第2纤维2F的静电纺丝机构并不限定于上述的构成。只要是在规定的第2纤维2F的生成空间中，能够由原料液通过静电力生成第2纤维2F，并使生成的第2纤维2F堆积到第1无纺布1的主表面上的机构，则可以没有特别限定地使用。例如，与放出体23的长度方向垂直的截面的形状也可以是从上方向着下方逐渐变小的形状(V型喷嘴)。
形成第2无纺布2后，将第1无纺布1与第2无纺布2的层叠体搬运至散布装置203。在散布装置203中，从第2无纺布2的上方，散布粘接剂4。粘接剂4例如通过喷雾法、自由落下等而散布。粘接剂4的散布量没有特别限定，从粘接性的观点出发，优选为0.5g/m2以上且15g/m2以下，更优选为1g/m2以上且10g/m2以下，特别优选为3g/m2以上且9g/m2以下。
在容易使突出部P与第1无纺布1之间夹杂粘接剂4的方面，粘接剂4优选以固形的状态被散布。所谓固形为保持一定的形状的状态，例如为粒子状。粉末状的粘接剂4的平均粒径D50没有特别限定，例如为150～350μm，进而为180～300μm。所谓平均粒径D50是通过激光衍射式的粒度分布测定装置求出的体积粒度分布中的中值粒径(以下，相同)。
粘接剂4的种类没有特别限定，可列举出以热塑性树脂作为主要成分的热熔粘接剂等。作为热塑性树脂，例如可例示出PU、PET等聚酯、氨基甲酸酯改性共聚聚酯等共聚聚酯、PA、聚烯烃(例如，PP、PE)等。粘接剂4的熔点优选为60～140℃左右。
散布装置203具有散布装置34，散布装置34例如包含设置在上方的收纳粘接剂4的粘接剂罐32、和用于散布粘接剂4的散布构件33。
在散布粘接剂4后，且在层叠体上层叠第3无纺布3之前，通过具有加热设备42的加热装置204，使粘接剂4熔融。在加热装置204中，第2无纺布2中包含的溶剂也被除去。
加热设备42没有特别限定，只要适当选择公知的加热设备即可。加热温度只要根据溶剂的沸点及粘接剂4的熔点而适当设定即可。加热温度按照层叠体的表面优选成为100～200℃、更优选成为120～170℃的方式调整。
接着，层叠体被搬运至层叠装置205。在层叠装置205中，从层叠体的上方，供给具有突出部P的第3无纺布3，介由粘接剂4而层叠到层叠体上。当第3无纺布3为长条时，与第1无纺布1同样地，第3无纺布3也可以卷取到第2供给卷轴52上。这种情况下，第3无纺布3一边从第2供给卷轴52放卷，一边层叠到层叠体上。
在层叠第3无纺布3后，也可以通过夹持层叠无纺布10A而上下配置的一对加压辊53(加压辊53a及53b)施加压力，同时对层叠无纺布10A进行加压而使层叠体与第3无纺布3进一步密合。
最后，从层叠装置205搬出层叠无纺布10A，经由辊61，搬运至配置在更下游侧的回收装置206。回收装置206例如内置有将搬运来的层叠无纺布10A卷取的回收卷轴62。回收卷轴62通过发动机63而旋转驱动。
(实施方式2)
本实施方式所述的层叠无纺布10B如图3中所示的那样，代替第1无纺布1、第2无纺布2、第3无纺布3，而具有第1无纺布5和第2无纺布6。第2无纺布6相当于实施方式1中的第3无纺布3。第1无纺布5具有包含第1纤维1F作为主要成分的基材层5a、和包含第1纤维1F及第2纤维2F作为主要成分的复合层5b。除此以外的构成与实施方式1同样。这种情况下，第2无纺布6在与第1无纺布5相对的主表面上，具有包含彼此交织的多个第3纤维3F的突出部P，粘接剂4的至少一部分夹在突出部P与第1无纺布5之间。基材层5a相当于实施方式1中的第1无纺布1，具有保持层叠无纺布10B的形状的功能。例如，在将层叠无纺布10B进行褶裥加工时，通过基材层5a来保持褶裥的形状。复合层5b相当于实施方式1中的第2无纺布2，发挥集尘效果。
这样的第1无纺布5可以通过与得到第1无纺布1及第2无纺布2的层叠体的方法同样地，在包含第1纤维1F作为主要成分的基材上，例如使用静电纺丝法堆积第2纤维2F来得到。此时，例如减少第2纤维2F的堆积量。由此，堆积到基材上的第2纤维2F的大部分(例如，90质量％以上)埋没到第1纤维1F彼此的间隙中，形成复合层5b。因此，可以抑制第1纤维1F与第2纤维2F分离。此外，复合层5b的第2纤维2F没有形成具备自支撑性的层。因此，即使第2纤维2F的一部分从第1纤维1F分离，也难以产生其他的第2纤维2F发生链式分离这样的情况。因此，第2无纺布6的剥离进一步得到抑制。
第1无纺布5(基材层5a与复合层5b的合计)的厚度从压力损耗的观点出发，优选为50μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。
从集尘效率的观点出发，第2纤维2F优选沿第1无纺布5的厚度方向，配置在从第1无纺布5的一个主表面到2μm为止的区域中，更优选配置在从第1无纺布5的一个主表面到1μm为止的区域中。换而言之，复合层5b的厚度优选为0.1μm以上且2μm以下，更优选为0.5μm以上且1μm以下。
[空气净化机]
本公开所述的空气净化机100如图4中例示的那样具有气体的吸入部101、气体的排出部102、和配置在它们之间的层叠无纺布10A。层叠无纺布10A也可以褶裥加工成蛇管状而配置。层叠无纺布10A是捕捉大气中的尘埃的过滤用材料。在空气净化机100中，长时间地，压力损耗被抑制得较小。在集尘效率的方面，层叠无纺布10A优选按照第3无纺布3与吸入部101相对的方式，配置在吸入部101与排出部102之间。另外，代替层叠无纺布10A，也可以使用层叠无纺布10B。这种情况下，层叠无纺布10B优选按照第2无纺布6与吸入部101相对的方式，配置在吸入部101与排出部102之间。
空气净化机100将外部的大气由吸入部101摄入到空气净化机100内部。摄入的大气中包含的尘埃在通过层叠无纺布10A或10B等的期间被捕捉，净化的大气从排出部102放出到外部。空气净化机100也可以进一步在吸入部101与层叠无纺布10A或10B之间，具有捕捉大的尘埃等的预过滤器103等。此外，也可以在层叠无纺布10A或10B与排出部102之间设置除臭过滤器104、加湿过滤器(未图示)等。
[实施例]
以下，对本公开的实施例具体地进行说明，但本公开并不限定于这些实施例。
[实施例1]
作为第1无纺布，使用以纤维素作为主体的基材(厚度T1：300μm、D1：15μm、每单位面积的质量：42g/m2)。使用图2中所示那样的制造系统，在搬运的第1无纺布上堆积第2纤维而形成第2无纺布，制作层叠体。作为第2纤维的原料液，使用包含20质量％的PES的DMAc溶液。平均纤维直径D2为273nm。
接着，在层叠体的第2无纺布上，通过自由落下而散布粒子状的粘接剂(聚酯系热熔树脂、熔点：约100℃)。粘接剂的散布量为5.7g/m2，平均粒径为215μm。按照层叠体的表面成为158℃的方式加热后，在第2无纺布上层叠第3无纺布。接着，通过加压辊进行压接，制作层叠无纺布。压接的压力为5kPa。
作为第3无纺布，对以PP纤维作为主体的长条的熔喷无纺布(D3：5μm)的带状的中央区域使用橡胶制的辊进行摩擦，形成突出部P后使用。由此，中央区域的厚度与其他的部分相比相对地变薄。中央区域(第2区域R2)的厚度T32为178μm，每单位面积的质量为19g/m2。除此以外的区域(第1区域R1)的厚度T31为212μm，每单位面积的质量为21g/m2。关于突出部P，高度Hp为446μm，相对于第2区域R2的比例为3质量％，相对于第2区域R2的面积比例为8％。此外，观察层叠无纺布的截面，确认在突出部P与第1无纺布之间夹着粘接剂。
[比较例1]
作为第3无纺布，使用没有利用橡胶制的辊进行摩擦处理的熔喷无纺布(D3：5μm、T3：187μm)。除此以外，与实施例1同样地制作层叠无纺布。另外，第3无纺布具有均匀的厚度，不具有突出部P。
[比较例2]
作为第3无纺布，使用利用橡胶制的辊进行摩擦处理而形成突出部P后仅将突出部P剪切的熔喷无纺布(D3：5μm)。除此以外，与实施例1同样地制作层叠无纺布。另外，第3无纺布具有第1区域R1及第2区域R2，但不具有突出部P。
[评价]
将如下面那样评价如以上那样制作的实施例1、比较例1、2的结果示于表1中。
(1)剥离强度
通过依据JISZ0237(相当于ISO 29862 2007)的方法，测定第1无纺布与第3无纺布之间的剥离强度。作为试样，使用按照包含第3无纺布的第1区域R1及第2区域R2的方式剪断的层叠无纺布(宽度20mm×长度200mm)。另外，用于评价的试样从在生产开始后经过1小时以上的时刻生产的层叠无纺布剪断。
(2)压力损耗
另外，将层叠无纺布按照包含第3无纺布的第1区域R1及第2区域R2的方式剪断成12cm×12cm而制作试样，以面风速5.3cm/sec进行抽吸试验。测定试样的上游侧的空气压P0及下游侧的空气压P1，算出压力损耗(＝P0-P1)。在空气压的测定中，使用依据JIS B9908的规格的测定机(压力表)。
表1
Figure BDA0001062268280000171
如由表1中所示的结果表明的那样，实施例1的层叠无纺布与比较例1、2相比剥离强度大，具有与比较例2同等的压力损耗。
如以上那样，本公开的层叠无纺布可以抑制由平均纤维直径小的纤维构成的无纺布的剥离。因此，作为空气净化机、或空调机的过滤用材料、电池用的分离片、燃料电池用的膜、妊娠检查片等体外检查片、细胞培养用等的医疗用片材、防尘口罩等防尘布或防尘服、化妆用片材、擦去尘埃的擦拭片等，是适合的。

Claims (10)

1.一种层叠无纺布，其具有：
包含多个第1纤维的第1无纺布、
层叠于所述第1无纺布且包含多个第2纤维的第2无纺布、
相对于所述第2无纺布层叠于所述第1无纺布的相反侧且包含多个第3纤维的第3无纺布、和
夹在所述第1无纺布与所述第3无纺布之间的粘接剂，
所述多个第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，
所述多个第1纤维的平均纤维直径比所述多个第2纤维的所述平均纤维直径大，
所述第3无纺布在与所述第2无纺布相对的面上具有突出部，所述突出部包含彼此交织的所述多个第3纤维的一部分，
所述粘接剂的至少一部分夹在所述突出部与所述第1无纺布之间。
2.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
所述第3无纺布具有第1区域和比所述第1区域薄的第2区域，
所述突出部位于所述第2区域。
3.根据权利要求2所述的层叠无纺布，其中，
所述突出部的高度比所述第1区域的厚度与所述第2区域的厚度之差大。
4.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
所述多个第2纤维的所述平均纤维直径为1μm以下。
5.一种空气净化机，其具有：
气体的吸入部、
所述气体的排出部、和
配置在所述吸入部与所述排出部之间的权利要求1所述的层叠无纺布。
6.一种层叠无纺布，其具有：
包含多个第1纤维及多个第2纤维的第1无纺布、
层叠于所述第1无纺布上且包含多个第3纤维的第2无纺布、和
夹在所述第1无纺布与所述第2无纺布之间的粘接剂，
所述多个第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，
所述多个第1纤维的平均纤维直径比所述多个第2纤维的所述平均纤维直径大，
所述第1无纺布包含：
包含所述多个第1纤维的一部分的基材层、和
与所述基材层相比靠近所述第2无纺布地配置且包含所述多个第1纤维的另一部分及所述多个第2纤维的复合层，
所述第2无纺布在与所述第1无纺布相对的面上具有突出部，所述突出部包含彼此交织的所述多个第3纤维的一部分，
所述粘接剂的至少一部分夹在所述突出部与所述第1无纺布之间。
7.根据权利要求6所述的层叠无纺布，其中，
所述第2无纺布具有第1区域和比所述第1区域薄的第2区域，
所述突出部位于所述第2区域。
8.根据权利要求7所述的层叠无纺布，其中，
所述突出部的高度比所述第1区域的厚度与所述第2区域的厚度之差大。
9.根据权利要求6所述的层叠无纺布，其中，
所述多个第2纤维的所述平均纤维直径为1μm以下。
10.一种空气净化机，其具有：
气体的吸入部、
所述气体的排出部、和
配置在所述吸入部与所述排出部之间的权利要求6所述的层叠无纺布。
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