CN111918993B - 无纺布、纤维形成方法及无纺布制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有蓬松感的无纺布、纤维形成方法及无纺布制造方法。无纺布制造设备(20)中，由溶液(25)形成纤维(11)并制造无纺布。无纺布(10)由纤维(11)形成。在无纺布(10)形成有孔隙(13)。纤维(11)的平均直径DF在0.10μm以上且5.00μm以下的范围内。无纺布(10)的孔隙率为至少90％。平均孔径在0.5μm以上且50μm以下的范围内，且孔径的标准偏差为1.5μm以下。

Description

无纺布、纤维形成方法及无纺布制造方法

技术领域

本发明涉及一种无纺布、纤维形成方法及无纺布制造方法。

背景技术

已知有由纤维形成的无纺布。作为纤维，例如有具有几nm以上且小于1000nm的纳米级直径的所谓的纳米纤维及具有几μm以上且小于1000μm的微米级直径的所谓的微米纤维。

作为这种无纺布等具备由纤维构成的层(以下称作纤维层)的纤维结构体，例如，在专利文献1中记载有一种用作蓄电池等中的隔膜或绝缘材料，且具备由平均直径为50nm～3000nm的高分子纤维构成的纤维层的纤维结构体。该纤维结构体的通过规定方法测定的面压5MPa下的最大压缩率设为20％以上。纤维层中，平均孔径设为0.01～15μm，厚度设为0.0025～0.3mm，多孔度设为20～90％，称量设为1～90g/m²，弗雷泽透气度小于46m³/分/m²，麦克米兰数设为2～15。

作为制造纳米纤维等纤维及由这种纤维形成的无纺布的方法，已知有静电纺丝法。如专利文献1中所记载，静电纺丝法还称作electrospinning等，例如使用具有喷嘴、接收装置及电源的电纺丝装置(还称作静电纺丝装置)来进行。在一般的电纺丝装置中，通过电源向喷嘴与接收装置之间施加电压，例如使喷嘴带负电，使接收装置带正电。

在施加电压的状态下，从喷嘴喷出作为原料的溶液时，在喷嘴的前端的开口形成称作泰勒锥的由溶液构成的圆锥形突起。逐渐增加施加电压，若库仑力大于溶液的表面张力，则溶液从泰勒锥的前端弹出而形成纺丝射流。纺丝射流通过库仑力移动至接收装置，并在接收装置上作为纤维被捕集，在接收装置上形成由纤维构成的无纺布。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/010753号

发明内容

发明要解决的技术课题

关于由纳米纤维及微米纤维形成的无纺布，积极地开发在各种领域中的用途。所期待的用途例如可举出隔热材料、吸音材料、过滤器等。并且，还期待用作医用无纺布。

然而，专利文献1中记载的纤维结构体及纤维层由于是以利用于隔膜为前提，因此确定了用于良好地吸收电解质的纤维层的多孔度、用于使离子容易在阳极及阴极之间流动的厚度、用于防止阳极及阴极之间的枝晶短路等的称量等。因此，由于作为吸音材料及隔热材料，吸引性能及隔热性能不足等，从而很难用于上述的用途。关于这一点，若为具有蓬松(fluffy)感的无纺布、即包裹大量空气且柔软的无纺布，则具有吸音性能、隔热性能等，从而能够期待用途扩大。

因此，本发明的目的在于提供一种具有蓬松感的无纺布、获得该无纺布的纤维形成方法及无纺布制造方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的无纺布具备平均直径在0.10μm以上且5.0μm以下的范围内的纤维，孔隙率为至少90％，平均孔径在0.5μm以上且50μm以下的范围内，且孔径的标准偏差最大为1.5μm。

纤维优选为由纤维素系聚合物形成。

本发明的纤维形成方法中，通过向在溶剂中溶解有纤维材料的溶液与接收装置之间施加电压，并从喷嘴向接收装置喷出上述溶液而形成纤维。将溶剂的蒸发速度设为Vmg/s，将纤维的平均直径设为DFμm时，为1≤V/DF≤10。

将纤维的含水率优选设为至少3.0％。

优选为通过将喷嘴与接收装置之间的纺丝空间的相对湿度设为10％以上且30％以下，调整纤维的含水率。优选为纺丝空间通过具备调整内部的相对湿度的湿度调整机构的腔室与外部空间隔开。

纤维材料优选为纤维素系聚合物。纤维素系聚合物优选为纤维素酰化物。纤维素酰化物优选为乙酸丙酸纤维素及三乙酸纤维素中的任一者。

溶剂优选为2种以上化合物的混合物。溶剂优选为含有二氯甲烷和甲醇。

本发明的无纺布制造方法中，在接收装置上捕集纤维作为无纺布，所述纤维是通过向在溶剂中溶解有纤维材料的溶液与接收装置之间施加电压，并从喷嘴喷出上述溶液而形成。将溶剂的蒸发速度设为Vmg/s，将纤维的平均直径设为DFμm时，为1≤V/DF≤10。

发明效果

根据本发明，可获得具有蓬松感的无纺布。

附图说明

图1是一实施方式的无纺布的一部分的概略立体图。

图2是孔径分布及标准偏差的说明图。

图3是无纺布制造设备的概略图。

图4是无纺布制造设备的概略图。

具体实施方式

图1所示的本实施方式的无纺布10由纤维11形成。无纺布10中，作为由纤维11划定的空间区域的孔隙13作为存在空气的部分而形成有多个。这样，无纺布10在内部含有空气。另外，图1中为了避免附图的复杂，在无纺布10的厚度方向Z上仅描绘了一侧表面(以下称作第1表面)10A侧的一部分。因此，无纺布10成为如下结构，即纤维11在厚度方向Z上的图1的下侧进一步重叠多个。

多个孔隙13在无纺布10的厚度方向Z上连通的情况下，形成沿无纺布10的厚度方向Z贯穿的空孔。例如将无纺布10利用于过滤器时，该空孔作为过滤器的孔发挥功能。并且，在孔隙13中也有未形成有空孔，而在厚度方向Z不贯穿，例如作为由纤维11封闭的空间区域而存在的孔隙。

无纺布10只要包含纤维11即可，除了纤维11以外，还可以具备材料不同的其他纤维。图1中，将第1表面10A描绘成沿XY平面的状态，且将与XY平面正交的Z设为无纺布10的厚度方向。

纤维11的直径D1大致形成为恒定。直径D1的平均值(以下称作平均直径)DF(单位为μm)优选为在0.10μm以上且5.00μm以下的范围内。平均直径DF为0.10μm以上，由此与小于0.10μm的情况相比，抑制纤维片的脱离。抑制纤维片的脱离是指，抑制纤维片从无纺布10脱离，抑制纤维片的脱离与作为无纺布10的优异的耐久性有关。平均直径DF为5.00μm以下，由此与大于5.00μm的情况相比，即使所含空气的体积比例(以下称作孔隙率)相同，无纺布10也会变得更柔软。并且，平均直径DF为5.00μm以下，由此与大于5.00μm的情况相比，即使无纺布10的柔软程度相同，孔隙率也会变得更大，其结果，用作吸音材料、隔热材料时的吸音性能、隔热性能变高，并且，利用于过滤器时的过滤处理量变高。直径更优选为在0.15μm以上且4.00μm以下的范围内，进一步优选为在0.20μm以上且3.00μm以下的范围内。

平均直径DF能够通过从利用扫描型电子显微镜拍摄的图像测定100条纤维11的直径，并计算平均值而求出。

无纺布10的孔隙率为90％以上、即至少90％。这样，孔隙率非常高的无纺布10具有蓬松感(fluffy)。即在内部含有大量空气且柔软。这样，由于含有大量空气，因此与小于90％的孔隙率的情况相比，有广泛的用途。例如，由于与小于90％的孔隙率的情况相比示出优异的吸音性能及隔热性能，因此能够用作吸音材料及隔热材料。并且，与小于90％的孔隙率的情况相比，制成过滤器时示出较大的过滤处理性能。过滤处理性能是指每单位时间的处理量和/或抑制堵塞的状态的可持续性等。另外，使用于过滤器时，有时更优选为通过加热无纺布10而使纤维11彼此粘接之后用作过滤器。孔隙率为99.8％以下，可确保作为无纺布10的更高的耐久性，因此优选。更优选为孔隙率在90％以上且99.8％以下的范围内，进一步优选为在95％以上且99.6％以下的范围内，尤其优选为在97％以上且99.4％以下的范围内。

关于孔隙率(单位为％)，在将无纺布10的称量设为W(单位为g/m²)，将厚度设为H(单位为mm)，将纤维11的比重设为ρ1(单位为kg/m³)时，能够通过[1-{(W/1000)/(H/1000)}/ρ1]×100求出。称量W使用将无纺布10切成5cm×5cm，利用电子天平(MettlerToledo International Inc.制)测定质量，并按每1m²换算其测定值而得到的值。在本示例中，厚度H通过非接触激光位移计(Keyence Corporation制LK-H025)测定。

优选为纤维11彼此交织，在厚度方向Z重叠的部分和/或在无纺布10的表面方向(XY平面内)接触的部分不粘接(非粘接)，在本示例中也设为如此。其中，粘接的部位可以是一部分，即使粘接的情况下，其粘接力也为极弱的力，被抑制得较小，为能够容易剥离的程度。这样，纤维11彼此为交织的状态，或即使粘接，其粘接力也被抑制得较小，因此在含有大量空气的状态下柔软且变形自如，因此，例如用作隔热材料及吸音材料时，施工场所的自由度较大。并且，纤维11彼此为交织的状态，或即使粘接，其粘接力也被抑制得较小，因此将纤维11设为例如0.10μm以上且5.00μm以下的较小的直径时，还能够通过局部施加张力而使其撕裂。因此，作业性也优异。

无纺布10的厚度并无特别限定，如后述，能够通过纤维11的堆积量调整，可以根据处理场景和/或用途等适当设定。例如，从处理场景中的作业性及耐久性等处理性(处理)的观点考虑，例如优选为在100μm以上且100000μm以下的范围内。并且，用作吸音材料或隔热材料时，为了直接用1片进行施工，可以设为较厚(例如在2000μm以上且100000μm以下的范围内等)，为了在重叠的状态下进行施工，可以设为较薄(例如在200μm以上且1000μm以下的范围内等)。另外，在本示例中，设为4000μm。这样，无纺布10在厚度上具有较大的自由度，并且含有大量空气，且柔软，因此用途广泛。

其中，将形成有多个孔隙13的无纺布10的平均孔径设为DA(单位为μm)。平均孔径DA在0.5μm以上且50μm以下的范围内，且孔径的标准偏差为1.5μm以下，即最大为1.5μm。这样，由于孔径均匀且如前述具有高的孔隙率，因此例如用作过滤器时，高效地实施高精度的过滤。平均孔径DA更优选为在2μm以上且30μm以下的范围内，进一步优选为在4μm以上且20μm以下的范围内。孔径的标准偏差更优选为1.0μm以下，进一步优选为0.5μm以下，这样抑制得越小越优选。

平均孔径DA能够利用以下方法求出。首先，从纤维片10切成5cm见方(5cm×5cm)而作为样品。将该样品浸渍于表面张力为15.3mN/m的GALWICK(POROUS MATERIAL公司制)之后，使用Perm-Porometer(掌上气孔计)(POROUS MATERIAL公司制)，且利用泡点法测定，由此获得平均孔径DA。

孔径的标准偏差利用Perm-Porometer所输出的孔径分布(孔径与具有该孔径的空孔的存在量之间的相关关系数据)并由以下方法求出。首先，在通过Perm-Porometer输出的孔径分布(由图2的实线表示的曲线L1，对应的纵轴为图2中的左侧纵轴)中，将所有空孔的存在量设为100％。将其称作存在总量100％。如由图2的虚线表示的曲线L2(对应的纵轴为图2中的右侧纵轴。)所示，从孔径较大的一方朝向较小的一方累计空孔的存在量，从孔径较大的一方计将存在总量成为16％的空孔的孔径设为D(16％)，将存在总量成为84％的空孔的孔径设为D(84％)。而且，孔径的标准偏差由{D(16％)-D(84％)}/2计算。

纤维11由树脂(聚合物)形成。作为聚合物，使用通过溶解于溶剂而能够制成溶液的聚合物。聚合物优选为通过溶解于有机溶剂而能够制成溶液的聚合物。例如，可举出聚甲基丙烯酸甲酯(以下称作PMMA)、纤维素系聚合物、聚酯、聚氨酯、弹性体等。本示例中，例如使用纤维素系聚合物15(参考图3)。

纤维素系聚合物15优选为纤维素酰化物。纤维素酰化物为构成纤维素的羟基的氢原子的一部分或全部由酰基取代的纤维素酯。纤维素酰化物优选为乙酸丙酸纤维素(以下称作CAP)及三乙酸纤维素(以下称作TAC)中的任一者。

如上所述，根据上述结构，具有蓬松感且含有大量空气，因此存在优异的隔热性能。因此，例如，能够利用于地板、墙壁及天花板用隔热建材及车辆用隔热部件等。进而，根据上述结构，导热率低于以往的隔热材料，从而在狭窄的空间中也充分发挥隔热效果。因此，能够用作使用于电子设备、车载设备及工业设备的内部的隔热材料。由于纤维直径细，体积大，而且具有优异的吸音性能，因此适合作为住宅用、车辆用及电气产品用吸音材料。并且，根据上述结构，可获得充分的通气性，因此如日本特开2017-082346号公报中记载那样，通过向多孔吸音材料(毛毡、玻璃棉及聚氨酯泡沫等)上层叠，吸音性能提高。

根据上述结构，平均孔径分布窄，因此能够适合用作用于从固体与液体的混合物(固体液体混合物)分离或去除目标物质的过滤器。在这种过滤器中，能够尤其优选地使用的过滤器为担忧混入异物(污染物)而要求高精度的分离性能的食品(包含饮料)用、医用、超纯水用及高纯度药液用过滤器。具有蓬松感且孔隙率高，由此还存在不易堵塞、压力损失小的优点。具体而言，可举出从饮料中去除微粒和/或微生物的去除用过滤器、工业用纯水的预处理过滤过滤器、从血液或唾液等体液捕集特定细胞的检查用过滤器等。作为检查用过滤器，例如有血糖值检查、尿糖检查、生活习惯病检查、基因检查、肿瘤标记物检查及血液检查等检查用过滤器等。

无纺布10例如能够通过图3所示的无纺布制造设备20制造。无纺布制造设备20为用于利用静电纺丝法进行纤维11的形成及无纺布10的制造的设备。无纺布制造设备20具备溶液制备部21及无纺布制造装置22。另外，无纺布制造装置22的详细内容示于另一图，在图4中，仅图示无纺布制造装置22的一部分。

溶液制备部21用于制备形成纤维11的溶液25。溶液制备部21中，通过将作为成为纤维11的纤维材料的纤维素系聚合物15溶解于溶剂26而制备溶液25。该溶液25从后述的各个喷嘴27a～27c喷出，且在支承体28上形成纤维11。另外，在之后的说明中，不区分喷嘴27a、喷嘴27b及喷嘴27c时，记载为喷嘴27。

将溶剂26的蒸发速度设为V(单位为mg/s、毫克/秒钟)时，蒸发速度V和形成在支承体28上的纤维11的平均直径DF满足1≤V/DF≤10。更优选为2≤V/DF≤9，进一步优选为3≤V/DF≤8。V/DF通过调整蒸发速度V和平均直径DF中的至少一个而设为上述范围。

蒸发速度V由下述式(1)求出。C为溶液25的浓度(单位为％)。将纤维材料的质量设为M1，将溶剂的质量设为M2时，由{M1/(M1+M2)}×100的计算式求出浓度C。该例中，M1为纤维素系聚合物15的质量，M2为溶剂26的质量。Q为溶液25从喷嘴27喷出的喷出量(每1小时喷出的体积，单位为ml/h、毫升/小时)。ρ2为溶液25的密度(单位为g/ml)。因此，通过增减浓度C、喷出量Q及密度ρ2中的至少任一个，能够调整蒸发速度V。并且，也能够通过调整溶剂26的处方(例如，将溶剂26设为多成分的混合物时的成分比例等)来调整蒸发速度V。并且，通过增减喷出量Q、浓度C、后述的施加电压及从喷嘴27至支承体28的距离L中的至少任一个，能够调整平均直径DF。另外，本示例中，将作为喷嘴27与支承体28之间的空间的纺丝空间的温度设为大致25℃，因此蒸发速度V在与纺丝空间的温度大致相同的25℃下求出。

V＝{(1-0.01C)×Q×10³}/3600×ρ2……(1)

溶剂26可以由1种化合物构成，也可以由2种以上的化合物构成。其中，溶剂26除了溶解纤维材料的观点以外，还具有调整蒸发速度V的功能，因此从调整蒸发速度V的观点考虑，优选为由2种以上的化合物构成的混合物。本示例的溶剂26也设为混合物，且含有2种以上化合物。例如，作为第1化合物26a使用二氯甲烷，作为第2化合物26b使用甲醇。另外，除了第1化合物26a及第2化合物26b以外，还可以使用与第1化合物26a及第2化合物26b不同的其他化合物作为第3化合物、第4化合物、……，由3种以上的化合物构成溶剂26。

溶剂26的沸点优选为90℃以下。另外，溶剂26为2种以上化合物的混合物时，将质量比例最多的化合物的沸点视为溶剂26的沸点。另外，溶剂26为3种以上的化合物的混合物，且质量比例最多的化合物有多个时，将这些中沸点最高的化合物的沸点视为溶剂26的沸点。例如，在如溶剂26为化合物a、化合物b及化合物c的混合物，且(化合物a的质量):(化合物b的质量):(化合物c的质量)＝40:40:20那样，质量比例最多的化合物为化合物a和化合物b这2个时，将化合物a与化合物b中沸点高的一个的沸点视为溶剂26的沸点。溶剂26优选为有机化合物，即为有机溶剂。

作为纤维素系聚合物15使用纤维素酰化物时，溶剂26能够使用甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、己烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙醚、二恶烷、四氢呋喃、1-甲氧基-2-丙醇等。可以单独使用这些，也可以混合2种以上而使用。

并且，作为纤维材料，使用PMMA时，溶剂26能够使用甲醇、二氯甲烷、氯仿、甲苯、丙酮、四氢呋喃等。这些也可以单独使用，也可以混合2种以上而使用。

支承体28上的纤维11的含水率优选为3.0％以上、即至少为3.0％。含水率优选为在3.0％以上且10.0％以下的范围内，更优选为在4.0％以上且9.0％以下的范围内为，进一步优选为在5.0％以上且8.0％以下的范围内。

在该例中，无纺布制造设备20具备连接溶液制备部21及无纺布制造装置22的配管33a～33c，无纺布制造装置22具有配置成相互分离的状态的喷嘴27a～27c。配管33a～33c用于引导溶液25。配管33a连接溶液制备部21与喷嘴27a，配管33b连接溶液制备部21与喷嘴27b，配管33c连接溶液制备部21与喷嘴27c。由此，从喷嘴27a～27c分别喷出溶液25。从喷嘴27a～27c喷出的溶液25分别形成纤维11。另外，在之后的说明中，不区分配管33a、配管33b及配管33c时记载为配管33。

该例中，纤维11的捕集及堆积(以下将这些统称为集成)与无纺布10的支承中使用长条的支承体28，使该支承体28沿长度方向移动。关于支承体28的详细内容将利用其他附图进行后述，图3中的横向为支承体28的宽度方向，图3的纸面进深方向为支承体28的移动方向。喷嘴27a～27c依次沿支承体28的宽度方向排列配置。该例中，将喷嘴27设为3条，但喷嘴27的条数并不限定于此。另外，在配管33a～33c分别设有将溶液25送到喷嘴27的泵38。通过改变泵38的转速，调节从喷嘴27a～27c喷出的溶液25的各喷出量。

由保持部件41保持喷嘴27a～27c。由该保持部件41及喷嘴27构成无纺布制造装置22的喷嘴单元42。

参考图4对无纺布制造装置22进行说明。图4中示出从图3的喷嘴27a侧观察的情况，关于喷嘴27仅图示喷嘴27a。无纺布制造装置22具备腔室45、前述喷嘴单元42、集成部50及电源51等。

腔室45例如容纳有喷嘴单元42及集成部50的一部分等。腔室45构成为可以被密闭，由此防止溶剂气体泄漏到外部。溶剂气体是溶液25的溶剂26气化而成。

腔室45具备调整内部的相对湿度(以下简称为湿度)的湿度调整机构45a。湿度调整机构45a将已调整湿度的气体(例如空气)送到腔室45，并回收腔室45内的气氛之后，再次调整湿度后送到腔室45。如上调整腔室45的内部的湿度。该湿度调整为了调整前述纺丝空间的湿度而进行。即腔室45还具有将纺丝空间与外部空间隔开，调整纺丝空间的湿度的功能。其中，纺丝空间的湿度的调整并不限定于使用腔室45的本示例的方法。例如，在腔室45内，可以通过在腔室45内划定纺丝空间的腔室调整纺丝空间的湿度。

纺丝空间的湿度优选为10％以上且30％以下。另外，只要湿度在该范围内，则在纤维11的形成及无纺布10的制造中发生变化也无妨。纺丝空间的湿度更优选为在15％以上且25％以下的范围内。

喷嘴单元42配置在腔室45内的上部。喷嘴27的喷出溶液25的前端朝向配置在图4中的喷嘴27的下方的接收装置52。溶液25从形成在喷嘴27的前端的开口(以下称作前端开口)喷出时，在前端开口通过溶液25形成大致圆锥形泰勒锥53。

集成部50配置在喷嘴27的下方。集成部50具有接收装置52、接收装置旋转部56、支承体供给部57及支承体卷绕部58。接收装置52用于诱导从喷嘴27喷出的溶液25，且捕集所形成的纤维11作为无纺布10，本实施方式中，捕集到后述的支承体28上。

接收装置52由以金属制带状物形成为环状的环形带构成。接收装置52只要由通过电源51施加电压而带电的材料形成即可，例如由不锈钢制制成。接收装置旋转部56由一对辊61、62及马达60等构成。接收装置52水平悬挂在一对辊61、62上。在其中一个辊61的轴上连接有配置在腔室45外的马达60，并使辊61以规定速度旋转。接收装置52通过该旋转移动，并且在辊61与辊62之间循环。本实施方式中，接收装置52的移动速度例如设为0.2m/min，但并不限定于此。

在接收装置52通过支承体供给部57供给带状的例如由铝片构成的支承体28。支承体28用于集成纤维11而获得无纺布10。支承体供给部57具有送出轴57a。在送出轴57a安装支承体辊63。支承体辊63由支承体28卷绕在卷芯64上构成。支承体卷绕部58具有卷绕轴67。卷绕轴67通过马达(未图示)旋转，在被设置的卷芯68上卷绕形成有无纺布10的支承体28。这样，该无纺布制造装置22具有形成纤维11的功能及形成无纺布10的功能。另外，支承体28可以载置于接收装置52上并通过接收装置52的移动而移动。

另外，可以通过在接收装置52上直接集成纤维11而形成无纺布10，但根据形成接收装置52的材料或接收装置52的表面状态等，有时存在无纺布10粘附而不易将其剥离的情况。因此，如本实施方式，优选为将无纺布10不易粘附的支承体28引导至接收装置52上，且在该支承体28上集成纤维11。

电源51为向喷嘴27及接收装置52施加电压，由此，使喷嘴27带第1极性，使接收装置52带与第1极性相反极性的第2极性的电压施加部。通过已带电的喷嘴27内，由此溶液25带电，且在带电状态下从喷嘴27喷出。另外，该例中，使保持部件41与喷嘴27导通，并将电源51连接于保持部件41，由此经由保持部件41向喷嘴27施加电压，但向喷嘴27施加电压的方法并不限定于此。例如，可以通过在各个喷嘴27连接电源51而向各喷嘴27施加电压。本实施方式中，使喷嘴27带正(+)电，使接收装置52带负(-)电，但喷嘴27与接收装置52的极性也可以相反。另外，也可以使接收装置52侧接地而将电位设为0。通过带电，溶液25从泰勒锥53作为纺丝射流69朝向接收装置52喷出。另外，该例中，通过向喷嘴27施加电压使溶液25带电，但也可以在配管33中使溶液25带电，且将带电状态的溶液25引导至喷嘴27。

喷嘴27与接收装置52的距离L根据纤维素系聚合物15与溶剂26的种类及溶液25中的溶剂26的质量比例等而不同，但优选为在30mm以上且500mm以下的范围内，本实施方式中，例如设为150mm。

向喷嘴27及接收装置52施加的电压(施加电压)优选为5kV以上且200kV以下。从将纤维11形成得更细的观点考虑，优选为施加电压在该范围内尽可能高。本实施方式中，例如设为40kV。

对无纺布制造设备20的作用进行说明。通过电源51向喷嘴27及循环移动的接收装置52施加电压。由此，喷嘴27带作为第1极性的正电，接收装置52带作为第2极性的负电。溶液25从溶液制备部21连续供给至喷嘴27，支承体28连续供给至移动的接收装置52上。溶液25通过各个喷嘴27a～27c，由此带第1极性即正电，且在带电状态下，从喷嘴27a～27c的各前端开口喷出。

接收装置52诱导在带电为第1极性的状态下从前端开口喷出的溶液25。由此，在前端开口形成泰勒锥53，纺丝射流69从该泰勒锥53朝向接收装置52喷出。带电为第1极性的纺丝射流69在朝向接收装置52的期间，因基于自身电荷的排斥而分裂成更细的直径和/或一边描绘螺旋状的轨道一边延伸成更细的直径，并在支承体28上捕集纤维11。纤维11在极短的时间内堆积，因此作为无纺布10被捕集。另外，通过增减堆积量，能够调整无纺布10的厚度。堆积量的增减例如能够通过调整支承体28的移动速度来进行。

由于1≤V/DF≤10，因此形成平均直径DF在0.10μm以上且5.00μm以下的范围内的纤维11，可获得孔隙率为90％以上，平均孔径DA在0.5μm以上且50μm以下的范围内，孔径的标准偏差抑制在1.5μm以下的无纺布10。具体而言，为1≤V/DF，由此与V/DF＜1的情况相比，纺丝射流69变细，因此溶剂26充分蒸发，成为平均直径DF在上述范围内的纤维11而到达支承体28。其结果，纤维11在支承体28上以相互非粘接的状态或者即使粘接其粘接力也极小的状态堆积。其结果，成为孔隙率为90％以上，平均孔径DA在0.5μm以上且50μm以下的范围内，孔径的标准偏差抑制在1.5μm以下的无纺布10。为V/DF≤10，由此与10＜V/DF的情况相比，纺丝射流69不成为珠(微球)而可靠地形成纤维11并被捕集。由于不形成珠，因此珠也不会填充支承体28上的无纺布10的孔隙13。其结果，孔隙率可靠地成为90％以上。

由于纺丝空间调整为10％以上且30％以下的湿度，因此支承体28上的纤维11的含水率可靠地成为3.0％以上，并且，不会大于10％。支承体28上的纤维11的含水率为3.0％以上，由此与小于3.0％的情况相比，之后所生成的纺丝射流69更可靠地作为纤维11集成于支承体28上而堆积。认为这是由于通过捕集到支承体37上的纤维11所含有的水分承担使电荷逃逸的接地功能，因此，之后在纺丝空间内生成的纺丝射流69在抑制向周边飞散的状态下朝向支承体28，并成为纤维11而到达。并且，纤维11的含水率为3.0％以上，由此再加上1≤V/DF≤10，从而可更可靠地以90％以上的孔隙率制造无纺布10。含水率为10％以下，由此与大于10％的情况相比，抑制吸湿的纤维11因自重而变形，从而易将孔隙率维持得较高。

使用沸点为90℃以下的溶剂26，由此与使用沸点高于90℃的溶剂26的情况相比，溶剂26更容易从纺丝射流69蒸发，且抑制过度蒸发。并且，作为溶剂26使用有机溶剂，由此与例如使用了水的情况相比，纺丝射流69在通过已调整湿度的纺丝空间的期间，蒸发适当量的溶剂26，且保持纺丝空间与水分的平衡。其结果，容易在纤维11的干燥程度和含水率之间取得平衡。

纤维11形成具有蓬松感的无纺布10，与支承体28一同被送往支承体卷绕部58。无纺布10在与支承体28重叠的状态下卷绕于卷芯68。当卷芯68从卷绕轴67上拆下后，无纺布10从支承体28上分离。这样获得的无纺布10为长条，但是在之后，例如可以切断为所希望的尺寸。

该例中，作为接收装置52使用了循环移动的带，但接收装置并不限定于带。例如，接收装置可以为固定式的平板，也可以设为圆柱形旋转体。在由平板或圆柱体构成的接收装置的情况下，也优选使用支承体28，以便能够容易地将无纺布10从接收装置上分离。另外，使用旋转体时，在旋转体的周面形成由纤维构成的筒状的片材，因此只要在纺丝后从旋转体提取筒状的片材，并切成所希望的大小及形状即可。

上述例中，以使前端开口朝下的姿势配置喷嘴27，且在喷嘴27的下方配置接收装置52，由此，向下喷出溶液25。其中，溶液25的喷出方向并不限定于该例。例如，也可以以使前端开口朝上的姿势配置喷嘴27，且在喷嘴27的上方配置接收装置52，由此向上喷出溶液25。

实施例

[实施例1]～[实施例8]

使用无纺布制造设备20，并在表1所示的各条件下制造无纺布10而作为实施例1～8。所制造的无纺布10的厚度如前述为4000μm。所使用的纤维材料记载于表1的“纤维材料”栏中。

溶剂26设为第1化合物26a与第2化合物26b的混合物。所使用的第1化合物26a与第2化合物26b示于表1。在表1中，“DMC”为二氯甲烷，“MeOH”为甲醇，“NMP”为N-甲基吡咯烷酮。表1的“第1化合物与第2化合物的质量比例”栏表示(第1化合物的质量):(第2化合物的质量)，例如，“87:13”是指(第1化合物的质量):(第2化合物的质量)＝87:13。表1的“含水率”为在支承体28上集成的纤维11的含水率。在表1的“孔径的标准偏差”栏中，在将以小数点后2位数求出的值四舍五入后的结果成为0.0时，记载为“＜0.1”。

在进行用2根手指反复按压所获得的无纺布10的动作时的弹力感即蓬松感与下述压缩率的评价相对应。具体而言，越更感觉得到蓬松感，压缩比越高。因此，将压缩率作为蓬松感的评价而实施。

压缩率利用以下方法进行了评价。首先，作为样品从无纺布10切出10cm×10cm的尺寸。以使第1表面10A朝上的状态静置该样品，且在第1表面10A载置质量800g的砝码，并利用游标卡尺测定载置状态的样品的厚度。无论是哪种样品，当卸下砝码时，第1表面10A均恢复到原来的高度，且形状复原。将载置砝码之前的厚度(4000μm)除以载置状态的厚度而得到的值设为压缩比。压缩比示于表1。

[表1]

进而，使用实施例1中获得的无纺布10而进行了基因检查。具体而言，通过实施例1中获得的无纺布10过滤人全血之后，使用残留在无纺布10上的白细胞，并按照日本专利4058508号公报的说明书[0057]～[0061]段中记载的方法进行了基因检查。其结果，获得了与日本专利4058508号公报中记载的实施例相同的结果。

[比较例1]～[比较例2]

以表1所示的条件制造无纺布，作为比较例1～2。

以与实施例相同的方法及基准，将压缩比作为蓬松感进行了评价。评价结果示于表1。

符号说明

10-无纺布，10A-第1表面，11-纤维，13-孔隙，15-纤维素系聚合物，20-无纺布制造设备，21-溶液制备部，22-无纺布制造装置，25-溶液，26-溶剂，26a-第1化合物，26b-第2化合物，27a～27c-喷嘴，28-支承体，33a～33c-配管，38-泵，41-保持部件，42-喷嘴单元，45-腔室，45a-湿度调整机构，50-集成部，51-电源，52-接收装置，53-泰勒锥，56-接收装置旋转部，57-支承体供给部，57a-送出轴，58-支承体卷绕部，60-马达，61、62-辊，63-支承体辊，64-卷芯，67-卷绕轴，68-卷芯，69-纺丝射流，D1-直径，L-距离。

Claims (16)

1.一种纤维形成方法，其通过向在溶剂中溶解有纤维材料的溶液与接收装置之间施加电压，并从喷嘴向所述接收装置喷出所述溶液而形成纤维，所述形成方法中，

当将所述溶剂的蒸发速度设为Vmg/s，将所述纤维的平均直径设为DFμm时，1≤V/DF≤10。

2.根据权利要求1所述的纤维形成方法，其中，

将所述纤维的含水率设为至少3.0％。

3.根据权利要求1所述的纤维形成方法，其中，

通过将所述喷嘴与所述接收装置之间的纺丝空间的相对湿度设为10％以上且30％以下，由此调整所述纤维的含水率。

4.根据权利要求2所述的纤维形成方法，其中，

通过将所述喷嘴与所述接收装置之间的纺丝空间的相对湿度设为10％以上且30％以下，由此调整所述纤维的所述含水率。

5.根据权利要求3所述的纤维形成方法，其中，

所述纺丝空间通过腔室与外部空间隔开，该腔室具备调整内部的相对湿度的湿度调整机构。

6.根据权利要求4所述的纤维形成方法，其中，

所述纺丝空间通过腔室与外部空间隔开，该腔室具备调整内部的相对湿度的湿度调整机构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维形成方法，其中，

所述纤维材料为纤维素系聚合物。

8.根据权利要求7所述的纤维形成方法，其中，

所述纤维素系聚合物为纤维素酰化物。

9.根据权利要求8所述的纤维形成方法，其中，

所述纤维素酰化物为乙酸丙酸纤维素及三乙酸纤维素中的任一者。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂为2种以上化合物的混合物。

11.根据权利要求7所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂为2种以上化合物的混合物。

12.根据权利要求8所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂为2种以上化合物的混合物。

13.根据权利要求9所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂为2种以上化合物的混合物。

14.根据权利要求10所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂含有二氯甲烷和甲醇。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的纤维形成方法，其中，

所述溶剂含有二氯甲烷和甲醇。

16.一种无纺布制造方法，其将纤维作为无纺布捕集到下述接收装置上，所述纤维是通过向在溶剂中溶解有纤维材料的溶液与所述接收装置之间施加电压，并从喷嘴喷出所述溶液而形成的，

当将所述溶剂的蒸发速度设为Vmg/s，将所述纤维的平均直径设为DFμm时，1≤V/DF≤10。

Images