摩擦带电无纺布以及其制造方法与流程

的物性的摩擦带电无纺布。此外，本发明的发明者们在如下的摩擦带电无纺布的制造方法中，即，对包含摩擦带电纤维的纤网实施水刺处理而制备水刺纤网，并将该水刺纤网提供到摩擦带电纤维彼此摩擦而带电的工序的摩擦带电无纺布的制造方法中，使水刺纤网在厚度方向上变形，并对在厚度方向上变形后的水刺纤网在与厚度方向垂直的方向上施加张力。通过具有本工序的制造方法发现，即使不使用针刺处理，也可以使水刺纤网的构成纤维彼此效率良好地摩擦，首次可以实现厚度薄且强度优异的摩擦带电无纺布。具体而言，通过本发明所涉及的摩擦带电无纺布的制造方法，成功实现了具有“厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm”的物性的摩擦带电无纺布。
9.即，本发明的一个技术方案是一种摩擦带电无纺布，其是一种混合存在有构成树脂不同的两种以上的纤维的摩擦带电无纺布，其厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm。
10.此外，本发明的另一个技术方案是一种混合存在有构成树脂不同的两种以上的纤维的摩擦带电无纺布的制造方法，该制造方法具有下述工序：(1)制备混合存在有构成树脂不同的两种以上的纤维的纤网的工序；以及(2)对所述纤网实施水刺处理来制备水刺纤网的工序；以及(3)通过使所述水刺纤网在厚度方向上变形，并对所述在厚度方向上变形后的水刺纤网在与所述厚度方向垂直的方向上施加张力，从而使所述水刺纤网的构成纤维彼此摩擦的工序。发明效果
11.根据本发明，可以获得厚度薄且强度优异的摩擦带电无纺布。
具体实施方式
12.在本发明中，例如可以适当地选择如以下的构成等的各种构成。另外，本发明中所说明的各种测定，除非有特别记载或规定，否则是在常压下、25℃的温度条件下进行测定。并且，本发明中所说明的各种测定结果，除非有特别记载或规定，否则是通过测定并求出到比求出值小一位数的值为止，通过对该值进行四舍五入而算出求出值。作为具体例，在到小数第一位为止为求出值的情况下，通过测定将值求出到小数第二位为止，对所得到的小数第二位的值进行四舍五入而算出到小数第一位为止的值，并将该值作为求出值。此外，本发明中所示的各上限值和下限值可以任意组合。
13.本发明所涉及的摩擦带电无纺布是构成树脂不同的两种以上的带电纤维混合存在而构成的带电无纺布。这里所谓的“构成树脂不同的两种以上的纤维”是指在摩擦带电无纺布中混合存在有两种以上的纤维，在该两种以上的纤维中，第一种纤维的表面(除两端部以外)的构成树脂与其他纤维的表面(除两端部以外)的构成树脂不同。以下，有时将构成本发明所涉及的摩擦带电无纺布的该纤维称为摩擦带电纤维。
14.此外，这里所谓的“构成树脂不同的两种以上的纤维混合存在”的意思是指，上述的两种以上的摩擦带电纤维彼此相互缠结而存在。例如，在通过将两种以上的摩擦带电纤维均匀混合并提供给梳理机而制备的纤网中，混合存在有构成树脂不同的两种以上的纤维，通过使用该纤网，可以制备本发明所涉及的摩擦带电无纺布。
15.摩擦带电无纺布具有透气性并且构成纤维彼此随机存在，从而可以提供孔隙率高、孔径均匀、压力损失低、透气性和捕集效率优异的空气过滤器或面罩。
16.对于摩擦带电纤维的种类，只要是相互摩擦而带电的纤维组合，就可以适当地进行选择。作为第一种摩擦带电纤维和第二种摩擦带电纤维的组合，例如可以列举：聚烯烃类纤维和丙烯酸类纤维的组合；氟类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝(silk)或人造丝类纤维的组合；聚氨酯类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；氯乙烯类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；聚烯烃类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；丙烯酸类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；维尼纶(vinylon)类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；聚酯类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；醋酸酯类纤维和聚酰胺类纤维、羊毛、玻璃类纤维、生丝或人造丝类纤维的组合；聚烯烃类纤维与聚酯类纤维的组合等。在这些组合中，如果为聚烯烃类纤维和丙烯酸类纤维的组合，则可以通过使摩擦带电纤维彼此摩擦来增加带电量，实现能够提供捕集效率优异的空气过滤器或面罩的摩擦带电无纺布，因此优选。
17.作为聚烯烃类纤维的构成树脂，例如可以列举：聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、醋酸乙烯酯共聚物树脂、乙烯-丙烯共聚物、或者将这些树脂的一部分用腈基、氰基或卤素取代的树脂等，聚烯烃类纤维可以是由这些构成树脂的一种、或两种以上构成的复合纤维。例如，也可以为芯鞘型复合纤维，其中鞘成分为包含聚烯烃类树脂的聚烯烃类纤维。
18.此外，聚烯烃类纤维的构成树脂优选含有磷类添加剂或硫类添加剂。通过含有磷类添加剂或硫类添加剂，可以增加带电量，提高初始捕集效率。除了磷类添加剂和硫类添加剂外，还可以含有酚类和胺类等的其他添加剂。另外，如果这些添加剂的总量变多，则纺丝性可能会劣化，因此添加剂的总量优选为聚烯烃类纤维的5质量％以下，更优选为2质量％以下，进一步优选为1质量％以下。
19.作为磷类添加剂，例如可以列举：亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇亚磷酸酯、双(2，6，二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亚磷酸酯、2，2-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4'-亚联苯-二亚膦酸酯、亚磷酸双(2，4-双(1，1-二甲基乙基)-6-甲基苯基)乙基酯、四(2，4-二叔丁基苯基)(1，1-联苯基)-4，4'-二基二亚膦酸酯、双(双(2，4-二叔丁基-5-甲基苯氧基)膦基)等的磷类抗氧化剂。该磷类添加剂在聚烯烃类纤维中优选含有0.01质量％以上，更优选含有0.2质量％以上，进一步优选含有0.3质量％以上，特别优选含有0.6质量％以上。作为硫类添加剂，可适当使用二月桂基-3，3
′‑
硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3，3
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硫代二丙酸酯、二硬脂基-3，3
′‑
硫代二丙酸酯、季戊四醇四酯等的硫类抗氧化剂等。该硫类添加剂在聚烯烃类纤维中优选含有0.01质量％以上，更优选含有0.1质量％以上。
20.作为丙烯酸类纤维，可以使用以丙烯腈为主要成分(85％以上)的聚丙烯腈类纤维，与含有35％以上且小于85％的丙烯腈的改性丙烯腈类纤维。此外，聚丙烯腈类纤维有两种，一种是用有机溶剂纺丝的，另一种是用无机溶剂纺丝的，但可以是任何一种聚丙烯腈类
纤维。
21.摩擦带电纤维可以通过如下所述的公知的方法而获得，例如熔融纺丝法、干式纺丝法、湿式纺丝法、直接纺丝法(熔喷法、纺粘法、静电纺丝法等)、通过从复合纤维中除去一种以上的树脂成分来提取纤维直径细的纤维的方法、对纤维进行打浆而得到分裂纤维的方法等。
22.只要能够实现本发明的目的，摩擦带电纤维的纤度没有特别限制。为了使摩擦带电无纺布能够提供压力损失低、透气性和捕集效率优异的空气过滤器或面罩，摩擦带电纤维的纤度优选为0.1～10dtex，更优选为0.3～7dtex，进一步优选为0.6～5dtex，最优选为0.8～3dtex。另外，“纤度”可以通过jis l1015：2010、8.5.1(定量纤度)中所规定的a法而获得。另外，对于构成摩擦带电无纺布的相互缠结而存在的两种以上摩擦带电纤维，从能够有效地使摩擦带电纤维彼此摩擦而增加带电量的观点出发，优选各种摩擦带电纤维的纤度接近。具体而言，相对于一种摩擦带电纤维的纤度，另一种摩擦带电纤维的纤度的百分率优选为250％以下，更优选为220％以下，进一步优选为130％以下。在理想的情况下，各种摩擦带电纤维的纤度最好相同(即，上述百分率为100％)。另外，当摩擦带电无纺布含有三种以上的摩擦带电纤维的情况时，对于以较大的质量比存在的两种摩擦带电纤维，如上所述确认纤度。
23.只要能够实现本发明的目的，摩擦带电纤维的纤维长度并无特别限定，可以是短纤维、长纤维或连续纤维。然而，就能够实现摩擦带电纤维彼此随机地存在而成之摩擦带电无纺布，通过成为能够提供孔隙率高、孔径均匀、压力损失低、透气性与捕集效率优异之空气过滤器或面罩的摩擦带电无纺布而言，纤维长度优选为3～150mm，更优选为10～100mm，进一步优选为30～80mm。另外，“纤维长度”可通过jis l1015：2010、8.4.1[修正短纤图法(b法)]而获得。
[0024]
对于摩擦带电无纺布所含有的多种摩擦带电纤维，各种摩擦带电纤维的混合比率可适当地调整。例如，在摩擦带电无纺布中含有两种摩擦带电纤维(摩擦带电纤维a和摩擦带电纤维b)的情况下，摩擦带电纤维a和摩擦带电纤维b的混合比率可以为5质量％∶95质量％～95质量％∶5质量％，也可以为15质量％∶85质量％～85质量％∶15质量％，还可以为25质量％∶75质量％～75质量％∶25质量％。
[0025]
摩擦带电无纺布还可以含有摩擦带电纤维以外的纤维。虽然摩擦带电纤维的质量在构成摩擦带电无纺布的纤维的质量中的所占的百分率可以适当地调整，为了成为能够提供压力损失低、透气性和捕集效率优异的空气过滤器或面罩的摩擦带电无纺布，优选为50质量％以上，更优选为65质量％以上，进一步优选为80质量％以上，最优选为构成摩擦带电无纺布的纤维仅为摩擦带电纤维。
[0026]
构成摩擦带电无纺布的纤维也可以含有油剂。油剂的种类可以适当地选择，可以采用亲水性油剂或非亲水性油剂。另外，此处所说的亲水性油剂是指提高纤维表面的亲水性的处理剂，可以使用公知的成分或配方等。例如，可以列举使矿物油或合成油等的润滑剂中含有阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂等的湿润剂而成的物质。此外，所谓非亲水性油剂是指降低纤维表面的亲水性的处理剂，可以使用公知的成分或配方等。例如，可以列举对表面活性剂的种类或量进行调整而成的物质，或者使矿物油或合成油等的润滑剂中含
有氟类或有机硅类成分而成的物质。
[0027]
另外，油剂的种类可以通过如后所述的方式，将从构成摩擦带电无纺布的纤维中提取的油剂提供给ft-ir(atr法)等公知的分析装置进行确认。另外，就防止摩擦带电无纺布的含水率的上升，增加由摩擦带电纤维彼此的摩擦引起的带电量，能够实现捕集效率优异的摩擦带电无纺布的观点出发，摩擦带电无纺布优选包含被赋予有非亲水性油剂的摩擦带电纤维作为构成纤维。
[0028]
摩擦带电无纺布的构成纤维所包含的油剂的百分率可以适当地调整，油剂质量占该纤维质量的百分率优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.08质量％以上，更进一步优选为0.10质量％以上，特别优选为0.11质量％以上。上限值可以适当地调整，但在1质量％以下是现实的。另外，关于构成摩擦带电无纺布的纤维所包含的油剂质量的百分率(单位：质量％)，首先将采集的试验片提供给jis l-1015化学纤维长度试验方法中所述的甲醇提取法，根据所测定的质量求出试验片中所含的油剂的质量。然后，求出换算成每平方米试验片中所含的油剂的质量(g/m2)的换算值，进一步算出上述换算值在构成试验片的纤维质量(g/m2)中所占的百分率，并将该算出值作为油剂质量的百分率(单位：质量％)。
[0029]
构成摩擦带电无纺布的纤维可以是通过粘合剂或纤维粘合使纤维彼此一体化的状态。然而，在本发明所涉及的带电方法中，由于可通过摩擦带电纤维彼此效率良好地摩擦而提供带电量多的摩擦带电无纺布，以及即使在气体通过摩擦带电无纺布的构成纤维期间内，摩擦带电无纺布的构成纤维彼此也会效率良好地摩擦，而维持摩擦带电纤维的带电，因此可以提供一种能够提供捕集效率优异的空气过滤器或面罩的摩擦带电无纺布。因此，优选构成摩擦带电无纺布的纤维不通过粘合剂或纤维粘合使纤维彼此一体化，而是纤维彼此仅缠结而成的摩擦带电无纺布。此外，如果是纤维彼此仅缠结而成的摩擦带电无纺布，则可提供一种不易发生污染、或手感不易劣化的摩擦带电无纺布，因此优选。
[0030]
摩擦带电无纺布优选具有如下结构，即，由纤维沿一个方向(例如，与搬送方向平行的方向)配向的纤维层(纤维层a，例如来自单向纤网的纤维层)，以及纤维沿与上述一个方向不同的方向配向的纤维层(纤维层b，例如来自交叉纤网的纤维层)所层压而成的结构。作为具体示例，优选使用交叉纤网而成的纤维层，其是将包含摩擦带电纤维的单向纤网以纤维配向不同的方式层压而获得，或者使用纵横交叉纤网(criss-cross web)而成的纤维层，其层压有包含摩擦带电纤维的单向纤网和交叉纤网。根据具有这种层结构的摩擦带电无纺布，在本发明所涉及的使纤网的构成纤维彼此摩擦的工序中，当在搬送方向上在对无纺布或纤网施加张力时，纤维层b的纤维配向以接近与搬送方向平行的方式移动。结果，由于纤维层b中的摩擦带电纤维彼此强烈摩擦，并且纤维层a与纤维层b相互摩擦，使得存在于层间的摩擦带电纤维彼此更加强烈的摩擦，能够实现富有带电量且捕集效率优异的摩擦带电无纺布，因此优选。或者，从纤维层中的摩擦带电纤维彼此强烈摩擦的观点出发，优选无纺布具备纤维在各个方向上配向的纤维层(例如，来自随机纤网的纤维层)。另外，摩擦带电无纺布所具有的纤维层中的纤维的配向，可以通过目视或者对纤维层的表面和断面进行拍摄的显微镜照片来确认。此外，在判明摩擦带电无纺布的制造工序的情况下，根据该制造工序中所使用的纤网的种类，可以判断纤维层中的纤维的配向。
[0031]
尽管摩擦带电无纺布的单位面积质量没有特别限定，但是为了能够制备后述的最大点强度等刚性优异的摩擦带电无纺布，优选为15～200g/m2，更优选为25～150g/m2，进一步优选为30～100g/m2。另外，“单位面积质量”是指每平方米的质量，按照jis l1085：1998、6.2“单位面积的质量”中规定的方法而获得。
[0032]
本发明所涉及的摩擦带电无纺布的厚度为1.2mm以下，可以满足厚度或形状等的各种空气过滤器、面罩的需要。如果摩擦带电无纺布的厚度为1.2mm以下，尽管其值可以根据需要适当地调整，但是为了更广泛地满足厚度或形状等的各种空气过滤器或面罩的需要(例如，即使在需要较厚的空气过滤器的情况下，如果是厚度较薄的带电无纺布，则可以通过层压多个该厚度较薄的带电无纺布来满足需要)，优选为1.1mm以下，更优选为1.0mm以下，进一步优选为0.9mm以下，特别优选0.8mm以下。下限值也可以适当地调整，但为0.1mm以上是现实的。本发明中的“厚度”是指，对于基材的主表面，以向每5cm2面积的厚度方向上施加0.98n(＝100gf)的负荷，在随机选择的五个位置进行负荷区域的厚度测定，并对这些厚度进行算术平均而获得的值。这种厚度的测定例如可以通过高精度数据长度测量仪器(light matic(注册商标)，由mitutoyo株式会社制造)进行测定。
[0033]
本发明所涉及的摩擦带电无纺布的表观密度越低，则越是能够实现压力损失低、透气性优异的空气过滤器或面罩。因此，摩擦带电无纺布的表观密度可以为0.15g/cm3以下，优选小于0.15g/cm3，更优选为0.14g/cm3以下，进一步优选为0.13g/cm3以下，特别优选为0.12g/cm3以下。尽管可以适当地调整下限值，就可以实现富有强度且难以降低压力损失的空气过滤器或面罩而言，其下限值高于0g/cm3、优选为0.04g/cm3以上的值。另外，摩擦带电无纺布的表观密度(g/cm3)可以通过摩擦带电无纺布的单位面积质量(g/m2)除以厚度(mm)来算出。
[0034]
本发明所涉及的摩擦带电无纺布的特征在于，尽管厚度为1.2mm以下，但富有刚性，其最大点强度高于43.0n/50mm。由于本发明所涉及的摩擦带电无纺布的最大点强度高于43.0n/50mm，因此，例如，当在施加张力的状态下冲压、以具有褶裥等立体形状的方式进行加工等而加工成空气过滤器或面罩时，可以防止发生断裂或破裂，不易降低所制备的空气过滤器或面罩的过滤性能。如果摩擦带电无纺布的最大点强度高于43.0n/50mm，则其值可以根据需要而进行适当地调整。优选为50n/50mm以上，更优选为60n/50mm以上，进一步优选为70n/50mm以上，更进一步优选为80n/50mm以上，特别优选为90n/50mm以上。上限值也可以适当地调整，但在300n/50mm以下是现实的。另外，本发明中所述的最大点强度是将测定对象物提供给以下测定方法所得到的值。
[0035]
(最大点强度的测定方法)以使机械方向(制造时的搬送方向)和长边方向一致的方式，从测定对象物中采集试验片(形状：长方形；长边：是能够利用后述的定速伸长型拉伸试验机测定的长度，且比100mm长，短边：50mm)。然后，将所采集的试验片提供给定速伸长型拉伸试验机(由orientech公司制造的tensilon，初期夹持间隔：100mm，拉伸速度：300mm/分钟)，并沿试验片的长边方向拉伸，直到试验片断裂。将直至试验片断裂为止所测定的测定强度中的最大值作为测定对象物的最大点强度(单位：n/50mm)。
[0036]
此外，对于长边方向的长度小于100mm的测定对象物，将从该测定对象物中采集的
试验片提供给将初期夹持间隔被调整为比该构成纤维中除了长纤维外的纤维长度最长的短纤维的纤维长度长的定速伸长型拉伸试验机，并通过相同的测定求出测定对象物的最大点强度(单位：求n/50mm)。另外，当构成纤维仅由长纤维构成的情况时，可将初期夹持间隔确保为10mm以上，并通过相同的测定求出测定对象物的最大点强度(单位：n/50mm)。
[0037]
此外，当测定对象物的机械方向不明的情况时，从测定对象物的各个方向采集多个试验片(形状：长方形；长边：是能够利用上述的定速伸长型拉伸试验机测定的长度，且比100mm长，短边：50mm)。然后，将所采集的各试验片提供给上述测定方法。然后，将所测定的各试验片中的测定强度的最大值中最高的值视为测定对象物的最大点强度(单位：n/50mm)。
[0038]
另外，对于短边方向的长度小于50mm的测定对象物，当将从该测定对象物中采集的试验片(形状：长方形；长边：是能够利用上述的定速伸长型拉伸试验机测定的长度，且比100mm长，短边：小于50mm)以与上述相同的方法提供给定速伸长型拉伸试验机，通过同样的测定，求出测定对象物中的短边的每单位长度的最大点强度。然后，将所得的测定对象物中的短边的每单位长度的最大点强度换算成测定对象物中的短边的每50mm长度的最大点强度，从而可以算出测定对象物的最大点强度(单位：n/50mm)。具体而言，将短边的长度为10mm的试验片提供给定速伸长型拉伸试验机，当测定得到的测定对象物中的短边的每10mm长度的最大点强度为1n的情况时，通过换算，可以算出测定对象物的最大点强度为5n/50mm。
[0039]
为了求出上述各值，可以从空气过滤器或面罩中采集摩擦带电无纺布(试验片)。此时，从通过展开褶皱等而形成为平板形状的空气过滤器或面罩的熔接部位以外的部位采集切片。然后，通过从该切片中除去覆盖材料等不需要的结构物，从而可以采集用于求出各值的试验片。
[0040]
在本发明所涉及的摩擦带电无纺布中，摩擦带电纤维彼此摩擦的部位带正电或负电。也就是说，在摩擦带电纤维的表面上，带正电的部位或带负电的部位是随机分布并存在的。另一方面，在提供给电晕带电处理而获得的带电无纺布中，在构成纤维中的带电无纺布的一个主表面侧的表面上偏置有带正电的部位，在带电无纺布的另一个主表面侧的表面上偏置有带负电的部位。因此，在本发明所涉及的摩擦带电无纺布与提供给电晕带电处理而获得的带电无纺布中，构成纤维中的带电状态不同。
[0041]
本发明所涉及的摩擦带电无纺布通过具有上述的带电状态的摩擦带电纤维，从而具有将尘埃以及花粉等均匀地捕集到该摩擦带电纤维的表面上的倾向。结果，可以实现捕集效率优异的空气过滤器或面罩。
[0042]
接下来，对能够制造本发明所涉及的摩擦带电无纺布的摩擦带电无纺布的制造方法进行说明。另外，省略对上述说明过的结构的说明。
[0043]
本制造方法具有下述工序：(1)制备混合存在有构成树脂不同的两种以上的纤维的纤网的工序。
[0044]
构成树脂不同的两种以上的纤维是构成本发明所涉及的摩擦带电无纺布的多种摩擦带电纤维，或者多种摩擦带电纤维和摩擦带电纤维以外的纤维。制备混合存在有这些纤维的纤网的方法可以适当进行选择，可以采用以下方法：按照各纤维所需的配比混棉，并提供给梳理装置以制备纤网的方法；将所需配比的各纤维提供给气流成网(air lay)装置
并使之堆积来制备纤网的方法；或者，通过使用熔喷无纺布、纺粘无纺布或静电纺丝无纺布等的直接纺丝来制备混合存在有各纤维以所需配比而成的纤网的制备方法等。
[0045]
为了制备本发明所涉及的摩擦带电无纺布，可以适当地调整纤网的单位面积质量和厚度等各种值。另外，尽管纤网中也可以包含粘合剂或粘合纤维等，但是在本发明所涉及的带电方法中，为了可以通过摩擦带电纤维彼此效率良好地摩擦来提供带电量多的摩擦带电无纺布，纤网优选不包含粘合剂或粘合纤维，而是仅由构成纤维(更优选仅由摩擦带电纤维)所构成的纤网。
[0046]
此外，该纤维优选被赋予有亲水性油剂或非亲水性油剂。通过使用含有油剂的纤网，在后述工序(3)的使构成纤维彼此摩擦的工序中，可以防止纤维断裂等的发生。其结果，能够防止带电量降低、从而提供一种能够提供捕集效率优异的空气过滤器或面罩的摩擦带电无纺布。特别地，通过采用赋予有非亲水性油剂的摩擦带电纤维，可以防止含水率的上升，增加由摩擦带电纤维彼此的摩擦所带来的带电量，因此优选。
[0047]
本制造方法具有下述工序：(2)对纤网实施水刺处理来制备水刺纤网的工序。
[0048]
在对纤网实施水刺处理时，可以适当地调整水流的强度或放射水流的喷嘴的间隔、配置等。此外，水刺处理中所使用的水的种类可以适当选择，如工业用水、自来水、蒸馏水、纯净水等。另外，也可以将水刺处理中使用后的水(有时包含从纤维中脱落的油剂等)反复用于水刺处理。
[0049]
为了促进纤维彼此的缠结，以能够制备刚性优异且厚度薄的摩擦带电无纺布，除了预喷淋以外，优选将每一个喷嘴的平均水压设为2mpa以上，更优选设为3mpa以上，进一步优选设为4mpa以上。另一方面，如果平均水压过高，则构成纤维彼此的缠结变得过于牢固，孔隙率意外地变低，有可能难以提供压力损失低的空气过滤器或面罩，因此优选为25mpa以下，更优选为20mpa以下，进一步优选为18mpa以下，最优选为16mpa以下。另外，在本工序中，可以仅对纤网的一个主表面实施水刺处理，也可以对纤网的两个主表面实施水刺处理。此外，水刺处理的次数可以是一次，也可以是多次。
[0050]
另外，这样制备的水刺纤网可以通过水刺处理以保持湿润状态直接提供给下一工序，但为了效率更好地摩擦带电，优选将干燥后的水刺纤网提供给下一工序。对通过水刺处理而湿润的水刺纤网进行干燥的方法可以适当选择，可以采用提供给加热装置的方法、通过暴露在大气压下或减压下不加热而使之干燥的方法等。加热装置的种类可以适当选择，例如，可以采用使用辊加热或加热加压装置、烘箱干燥器、远红外线加热器、干热干燥器、热风干燥器、红外线照射加热装置等。加热装置的加热温度可以适当选择，但适当地调整成以能够使水分蒸发，并且构成纤维等的构成成分不会意料外地分解或变性。另外，当纤网中存在粘合剂或粘合纤维等的粘合成分或可交联树脂时，可以通过将其提供给加热处理来进行粘合剂粘合或纤维粘合，也可以使可交联树脂交联。
[0051]
本制造方法具有下述工序：(3)通过使水刺纤网在厚度方向上变形，并对在厚度方向上变形后的水刺纤网在与厚度方向垂直的方向上施加张力，从而使水刺纤网的构成纤维彼此摩擦的工序。
[0052]
在本发明所涉及的摩擦带电无纺布的制造方法中，通过使水刺纤网在厚度方向上变形，可以使水刺纤网中所含有的摩擦带电纤维彼此摩擦，从而使水刺纤网带电。使水刺纤网在厚度方向上变形的方法可以适当选择，可以采用使辊作用于水刺纤网的方法、将水刺
纤网提供给能够在厚度方向变形的间隙(clearance)的方法等。
[0053]
作为具体的例子，可以列举下列方式：
·
将水刺纤网提供给两个辊之间的方式，其中，该两个辊具有被调节为比水刺纤网的厚度薄的间隙；
·
将水刺纤网和搬送该水刺纤网的构件一起提供给两个辊之间的方式，其中，该两个辊具有被调节为比水刺纤网的厚度和搬送该水刺纤网的构件(例如，搬送输送带)的厚度相加后的总厚度薄的间隙；
·
将水刺纤网提供给由板或棒、搬送输送带等构件和一个辊等所形成的间隙的方式，该间隙被调节为比水刺纤网的厚度薄；
·
将水刺纤网和搬送该水刺纤网的构件一起提供给由板或棒、搬送输送带等构件和一个辊等所形成的间隙的方式，其中，该间隙被调节为比水刺纤网的厚度和搬送该水刺纤网的构件(例如，搬送输送带)的厚度相加后的总厚度薄；
[0054]
间隙的长度只要能够使水刺纤网在厚度方向上变形即可，其长度可以适当地调整，优选为小于水刺纤网的厚度的100％，更优选为80％以下，进一步优选为60％以下，更进一步优选为40％以下。另外，在本工序中，当使用橡胶辊或聚氨酯输送带等表面具有弹性构件的易变形构件而使水刺纤网在厚度方向上变形的情况时，间隙也可以为0。
[0055]
另外，为了能够有效地制造摩擦带电无纺布，可以适当地选择辊或输送带等的用于使水刺纤网在厚度方向上变形的加压构件(下文中有时称为加压构件)的材质、其表面的硬度等特性。
[0056]
此外，作为其他的具体例子，例如可以列举如下方式：
·
使水刺纤网与辊的表面接触，并且通过使与辊接触之前的水刺纤网的搬送方向和与辊接触之后的水刺纤网的搬送方向发生改变，在该接触的部分处向水刺纤网的厚度方向上施加力的方式。另外，为了能够效率良好地制造摩擦带电无纺布，在本工序中，也可以使用其他的辊或搬送输送带等对与辊的表面接触的水刺纤网中的与辊侧相反侧的主表面施加压力。此外，也可以在该辊搬送水刺纤网的速度与该其他的辊或该搬送输送带搬送水刺纤网的速度之间设置速度差。
[0057]
能够适当地选择辊有无旋转或旋转速度以及旋转方向。例如，在向两个辊之间提供水刺纤网的情况下，两个辊之间有无旋转或旋转速度以及旋转方向也可以是相互不同的组合。此外，搬送输送带搬送水刺纤网的速度可以适当地调整。
[0058]
另外，适当地调整向水刺纤网的厚度方向上施加的压力、或搬送时向水刺纤网施加的张力大小，以便能够制造所需的摩擦带电无纺布，但是以水刺纤网不发生裂纹、断裂或物性的意外变化的方式来适当地调整。
[0059]
在本发明所涉及的摩擦带电无纺布的制造方法中，是对在厚度方向上变形后的水刺纤网向与水刺纤网的厚度方向垂直的方向上施加张力。通过本工序，可以使水刺纤网中所含有的摩擦带电纤维彼此进一步摩擦，使水刺纤网进一步带电。另外，本发明中所谓的“向与厚度方向垂直的方向上施加张力”是指，相比于水刺纤网与加压构件接触之前作用于水刺纤网的、向与水刺纤网的厚度方向垂直的方向上施加的张力，水刺纤网与加压构件接触之后作用于水刺纤网的、向与水刺纤网的厚度方向垂直的方向上施加的张力更大。
[0060]
对与加压构件接触后的水刺纤网，向与厚度方向垂直的方向上施加张力的方法可以适当选择。例如可以采用以下的方法等：
·
相比于与加压构件接触时的水刺纤网的搬送速度，利用能够在更高的速度下旋转的其他的辊或搬送输送带，搬送或卷绕与加压构件接触后的水刺纤网的方法；
·
在对与加压构件接触后的水刺纤网，向与水刺纤网的厚度方向垂直的方向上施加张力的状态下，直接将水刺纤网提供给冲压等的下一工序的方法。
[0061]
另外，使加压构件作用之前的水刺纤网的搬送方向与使加压构件作用之后的水刺纤网的搬送方向，可以是相同的方向也可以是不同的方向，但如果是彼此不同的方向，则可以向水刺纤网的厚度方向上或与厚度方向垂直的方向上更有效地施加张力，可以制造出富有带电量的摩擦带电无纺布，因此优选。
[0062]
另外，可以适当地调整与加压构件接触后的作用于水刺纤网的张力的大小，以便能够制造所需的摩擦带电无纺布，但是以水刺纤网不发生裂纹、断裂或物性的意外变化的方式来适当地调整。
[0063]
根据本发明的制造方法，作为构成纤维的摩擦带电纤维彼此不仅在厚度方向(作为z轴方向的一维)上效率良好地相互摩擦而摩擦带电，而且在厚度方向和搬送方向(z轴方向和x轴方向)的二维方向上，或者在厚度方向和搬送方向以及与厚度方向垂直的搬送方向以外的方向(z轴方向和x轴方向以及y轴方向)的三维方向上，摩擦带电纤维彼此也效率良好地相互摩擦而摩擦带电。因此，可以实现尽管厚度薄且为1.2mm以下但富有带电量且过滤性能优异的摩擦带电无纺布。
[0064]
另外，本发明的发明者们进行了研究，结果，尝试了将通过针刺处理而制备的摩擦带电无纺布提供给压延处理来使厚度变薄，虽然可以一时性地使厚度变薄，但由于压延处理中纤维的缠结状态不变，因此厚度会随着时间的经过恢复到原来的状态。
[0065]
以这种方式制备的摩擦带电无纺布可以单独用作过滤材料，也可以在摩擦带电无纺布上层压覆盖材料、支撑体和/或预过滤器(prefilter)、或后备过滤器(backup filter)等来构成过滤器材料。覆盖材料或支撑体和/或预过滤器和后备过滤器可以采用公知的材料，例如可以采用织物、多孔膜或者透气性发泡体等。另外，即使是例示材料与摩擦带电无纺布单纯进行重叠而成的层压过滤器材料，也可以是通过粘合剂、热熔纤网或纤维粘合，并通过提供给热封、超声波焊接等粘合处理而进行层间粘合而成的层压过滤材料。
[0066]
此外，摩擦带电无纺布和包括摩擦带电无纺布而成的过滤器材料的外形可以适当地调整，并无特别限定，例如可以是二维片状形状、三维的波纹(corrugated)形状、褶皱形状、圆柱形状等。另外，摩擦带电无纺布和包括摩擦带电无纺布而成的过滤器材料可以具有裁剪部，冲压部或切口部。实施例
[0067]
以下通过实施例对本发明进行说明，但是本发明不限于以下的实施例。另外，以下实施例中的评估方法如下所述。
[0068]
(参考例)将具有表1中所示构成的70质量％的聚丙烯纤维和30质量％的丙烯酸类纤维均匀混合，通过提供给梳理机从而制备了单向纤网和交叉纤网。然后，将单向纤网和交叉纤网层压从而制备纵横交叉纤网(criss-cross lay web)。
从纵横交叉纤网的一个主表面侧(a)朝向另一个主表面侧(b)实施水刺处理(水压：3mpa，工序搬送速度：5m/min)。然后，在相同条件下，再次从纵横交叉纤网的另一个主表面侧(b)朝向一个主表面侧(a)实施水刺处理(水压：3mpa，工序搬送速度：5m/min)。然后，将实施水刺处理后的纵横交叉纤网提供给烘箱干燥器(加热温度：80℃)，从而去除纵横交叉纤网中所含的水。以这种方式制备了水刺纤网。另外，所制备的水刺纤网是纤维向一个方向上配向的纤维层a，和纤维向与上述一个方向不同的方向上配向的纤维层b层压而成的纤网。
[0069]
(比较例1)对参考例中所制备的水刺纤网，从一个主表面侧(a)朝向另一个主表面侧(b)，在针密度50支/cm2的条件下实施针刺处理，从而摩擦带电。以这种方式制备了摩擦带电无纺布。
[0070]
(比较例2)除了增加所使用的纵横交叉纤网的单位面积质量之外，其他以与参考例相同的方式制备了水刺纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与比较例1相同的方式制备了摩擦带电无纺布。
[0071]
(实施例1)将参考例中所制备的水刺纤网载置于表面由聚氨酯材料形成且易于变形的搬送输送带上，在该状态下，使构成水刺纤网的纤维层a的纤维配向与搬送方向平行，以25.0m/min的搬送速度进行搬送。然后，将该搬送输送带与金属辊(辊的旋转方向：能够将水刺纤网向搬送方向下游侧搬送的旋转方向)的间隙调整为0mm，使水刺纤网与调整后的金属辊接触，由此使水刺纤网在厚度方向上变形而摩擦带电。此时，通过在与水刺纤网接触的搬送输送带和金属辊之间设定有速度差(利用搬送输送带搬送水刺纤网的速度：25.0m/min，金属辊表面的移动速度：24.5m/min)，从而进一步促进了摩擦带电纤维彼此的摩擦。接着，将与金属辊接触后的水刺纤网以25.5m/min的搬送速度朝向水刺纤网的搬送方向的下游侧搬送。以这种方式，通过对水刺纤网在与厚度方向垂直的方向上施加张力，从而使水刺纤网的构成纤维彼此摩擦，进一步摩擦带电。以这种方式制备了摩擦带电无纺布。
[0072]
(实施例2)除了增加所使用的纤网的单位面积质量之外，其他以与参考例相同的方式制备了水刺纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与实施例1相同的方式制备了摩擦带电无纺布。
[0073]
将以上述方式制备的参考例的水刺纤网和各摩擦带电无纺布的各项物性示于表1。另外，在以后的表中，对赋予有作为非亲水性油剂的烷基磷酸酯的纤维上标注了nh标记，对赋予有亲水性油剂的纤维上标注了h标记。此外，在“油剂百分比(质量％)”栏中示出了构成水刺纤网或摩擦带电无纺布的纤维所含油剂质量的百分比。此外，透气阻力(单位pa)和捕集效率(单位％)是通过将参考例的水刺纤网和各摩擦带电无纺布提供给以下测定方法而求出的。进一步，根据所求出的透气阻力(单位pa)和捕集效率(单位％)的值，算出能够评估过滤器性能的qf值。
[0074]
(透气阻力和捕集效率的测定方法)
从参考例的水刺纤网和各摩擦带电无纺布分别采集了试验片。然后，将所采集的试验片安装在柴田科学株式会社制造的测定装置“ap-9000”上，测定了捕集效率和透气阻力。另外，在测定时，以试验片中的来自纤网的一个主表面侧(a)的主表面侧朝向测定装置的上游侧的方式来安装试验片。首先，调整试验流量，使得其以试验片的每124cm2的有效过滤面积为每分钟40升(例如，向有效过滤面积为12.4cm2的试验片供给的试验流量为每分钟4升)，测定试验片的上游和下游的压力差，根据所测定的压力差求出试验片的透气阻力(单位：pa)。
[0075]
接着，调整试验流量，使得其以试验片的每124cm2的有效过滤面积为每分钟30升(例如，向有效过滤面积为12.4cm2的试验片供给的试验流量为每分钟3升)，并且将含有浓度为50mg/m3以下(浓度变动：
±
15％以下)的氯化钠粒子(粒径分布的中央值：0.06～0.10μm，几何标准偏差：1.8以下)的试验气流供给到试验片的上游侧。然后，供给试验气流达1分钟后，使用光散射式粉尘浓度计对存在于试验片中的上游侧和下游侧的该氯化钠粒子的浓度进行测定，并根据所测定的两浓度算出由试验片所捕集的氯化钠粒子的浓度。然后，算出试验片所捕集的氯化钠粒子的浓度在向试验片的上游侧所供给的氯化钠粒子的浓度中所占的百分比，将该值作为试验片的捕集效率(单位：％)。
[0076]
另外，透气阻力越低，意味着作为面罩用过滤器则呼吸越轻松，作为空气过滤器则越能够减小能量或设备负荷等，意味着富有过滤器性能。因此，透气阻力优选为50pa以下、优选为40pa以下、优选为30pa以下、优选为20pa以下、优选为10pa以下、最优选为5pa以下。下限值也可以适当地调整，但0.5pa以上是现实的。
[0077]
此外，捕集效率越高意味着对大气尘埃或花粉等的过滤性能越优异。因此，捕集效率优选为50％以上，优选为60％以上，优选为70％以上，优选为80％以上，优选为90％以上，最优选为95以上。
[0078]
(qf值的算出方法)通过将以上述方式算出的透气阻力(单位pa)和捕集效率(单位％)的值代入下式，从而算出qf值(无单位)。另外，qf值越高，意味着低透气阻力值和高捕集效率的平衡越优异，过滤性能越优异。qf值＝-ln(1-a/100)/bln：自然对数a：捕集效率(单位：％)b：透气阻力(单位：pa)
[0079]
表1
[0080]
将参考例的水刺纤网和比较例1中所制备的摩擦带电无纺布的厚度进行比较，由所得的结果可判明：如果为了使摩擦带电纤维彼此摩擦而对摩擦带电纤维混合存在的纤网进行针刺处理，则该纤网的厚度倍增。进一步，将参考例的水刺纤网和比较例1中所制备的
摩擦带电无纺布的最大点强度进行比较，由所得的结果可判明：如果进行针刺处理，则强度会大大降低。另外，在这种强度弱的摩擦带电无纺布(例如，最大点强度为43.0n/50mm以下的摩擦带电无纺布)中，例如，当在施加张力的状态下冲压、以具有褶裥等立体形状的方式进行加工等而加工成空气过滤器或面罩时，会发生断裂或破裂，有可能成为使所制备的空气过滤器或面罩的过滤性能降低的原因。
[0081]
接着，将比较例1和比较例2中所制备的摩擦带电无纺布进行比较，由所得的结果可判明：为了制备厚度薄的摩擦带电无纺布(例如，厚度为1.2mm以下的摩擦带电无纺布)，需要减轻摩擦带电纤维混合存在的纤网的单位面积质量。但是，从比较例1和比较例2中所制备的摩擦带电无纺布的最大点强度的比较结果可以判明，通过对摩擦带电纤维混合存在的单位面积质量较轻的纤网进行针刺处理而制备的摩擦带电无纺布，其强度大幅下降。
[0082]
如上所述，在由构成树脂不同的两种以上的纤维混合存在的摩擦带电无纺布中，只要使用现有技术，就无法制备厚度薄(具体而言，厚度为1.2mm以下)且强度优异(具体而言，最大点强度高于43.0n/50mm)的摩擦带电无纺布。
[0083]
相对于上述发现，实施例1～2中所制备的摩擦带电无纺布具有厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm的物性。作为其理由，在本发明所涉及的摩擦带电无纺布的制造方法中，没有对纤网实施针刺处理，而是使水刺纤网的构成纤维通过彼此摩擦而摩擦带电，因此能够实现厚度薄且强度优异的摩擦带电无纺布。
[0084]
(实施例3)除了采用具有表2中所述的结构的丙烯酸类纤维以外，其他以与参考例相同的方式制备了水刺纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与实施例1相同的方式制备了摩擦带电无纺布。
[0085]
(实施例4)除了采用具有表2中所述的结构的聚丙烯纤维以外，其他以与参考例相同的方式制备了水刺纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与实施例1相同的方式制备了摩擦带电无纺布。将以上述方式所制备的各摩擦带电无纺布的各项物性示于表2中。另外，在表2中，为了易于理解，一并记载了实施例1的结果。
[0086]
表2
[0087]
实施例3～4中所制备的摩擦带电无纺布均是具有厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm的物性的摩擦带电无纺布。根据该情况，通过本发明，即使在采用纤度或纤维长度不同的各种摩擦带电纤维的情况下，也能够实现具有“厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm”的物性的摩擦带电无纺布。
[0088]
(实施例5)除了采用具有表3中所述的结构的聚丙烯纤维和丙烯酸类纤维以外，其他以与参
考例相同的方式，制备了水刺纤网。然后，以构成水刺纤网的纤维层a的纤维配向与搬送方向平行的方式，将水刺纤网提供给表面由金属材料制成的压延辊(旋转方向：能够将水刺纤网向搬送方向下游侧搬送的旋转方向、在线压100kg/cm的条件下对水刺纤网加压)，使水刺纤网在厚度方向上变形而摩擦带电。然后，在刚通过压延辊之后，立即在搬送方向上对水刺纤网施加张力(1.7n/50mm)，以进一步促进了摩擦带电纤维彼此的摩擦。以这种方式，通过对水刺纤网在与厚度方向垂直的方向上施加张力，从而使水刺纤网的构成纤维彼此摩擦，进一步摩擦带电。以这种方式制备了摩擦带电无纺布。
[0089]
(实施例6)除了在线压为60kg/cm的条件下对水刺纤网加压以外，其他以与实施例5相同的方式制备了摩擦带电无纺布。
[0090]
(实施例7)将具有表3中所述的结构的70质量％的聚丙烯纤维和30质量％的丙烯酸类纤维均匀混合，通过提供给梳理机从而制备了单向纤网。从单向纤网的一个主表面侧(a)朝向另一个主表面侧(b)实施水刺处理(水压：3mpa，工序搬送速度：5m/min)。然后，在相同条件下，再次从单向纤网的另一个主表面侧(b)朝向一个主表面侧(a)实施水刺处理(水压：3mpa，工序搬送速度：5m/min)。然后，将实施水刺处理后的单向纤网提供给烘箱干燥器(加热温度：80℃)，以去除单向纤网中所含的水。以这种方式制备了水刺纤网。另外，所制备的水刺纤网是仅包含纤维向一个方向配向的纤维层a的纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与实施例5相同的方式制备了摩擦带电无纺布。
[0091]
(实施例8)除了采用具有表3中所述的结构的聚丙烯纤维和丙烯酸类纤维以外，其他以与参考例相同的方式，制备了水刺纤网。除了使用以这种方式制备的水刺纤网以外，其他以与实施例5相同的方式制备了摩擦带电无纺布。将以上述方式所制备的各摩擦带电无纺布的各项物性示于表3中。
[0092]
表3
[0093]
实施例5～8中所制备的摩擦带电无纺布均是具有厚度为1.2mm以下、最大点强度高于43.0n/50mm的物性的摩擦带电无纺布。
[0094]
进一步，从实施例5～8的比较结果可以判明以下内容。
·
将实施例5和实施例6进行比较，由所得的结果可判明：当表观密度小于0.15g/cm3(更优选为0.12g/cm3以下)时，能够提供透气阻力低的摩擦带电无纺布。
·
将实施例5和实施例7进行比较，由所得的结果可判明：当具有由纤维沿一个方向配向的纤维层a和纤维沿与上述一个方向不同的方向配向的纤维层b所层压而成的结构
时，能够提供富有捕集效率的摩擦带电无纺布。
·
将实施例5和实施例8进行比较，由所得的结果可判明：当构成摩擦带电无纺布的摩擦带电纤维包含非亲水性油剂时，能够提供富有捕集效率的摩擦带电无纺布。另外，如上所述制备的各摩擦带电无纺布，除了实施例7以外，均具有由纤维沿一个方向配向的纤维层a和纤维沿与上述一个方向不同的方向配向的纤维层b所层压而成的结构。此外，由于在不实施针刺处理的情况下制造，因此各实施例中所制备的摩擦带电无纺布不具有因针刺处理而产生的贯通孔等来自针刺处理的孔。
[0095]
如上所述，通过本发明所涉及的摩擦带电无纺布及其制造方法，可以满足各种厚度或形状等的空气过滤器或面罩的需要。产业上的可利用性
[0096]
通过使用本发明所涉及的摩擦带电无纺布，例如可以制备用于以下用途的空气过滤器：食品或医疗用品的生产工厂用途、精密仪器的制造工厂用途、农作物的室内栽培设施用途、一般家庭用途或办公楼等的产业设施用途、空气净化器用途或办公自动化设备用途等的电器用途、汽车或飞机等各种车辆用途。进一步，可以通过使用本发明所涉及的摩擦带电无纺布来制备面罩。此外，根据本发明所涉及的摩擦带电无纺布的制造方法，可以制造上述摩擦带电无纺布。