JP2018059225A - Method for manufacturing fiber structure - Google Patents

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Koji Motomura
耕治 本村
住田 寛人
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寛人 住田
崇彦 村田
Takahiko Murata
崇彦 村田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a manufacturing step of a fiber structure that is made to carry an adsorbent to improve productivity.SOLUTION: The method for manufacturing a fiber structure includes: a preparation step of preparing a mixture liquid comprising a raw material resin for a fiber, an adsorbent, and a liquid substance that dissolves the raw material resin and dissolves or disperses the adsorbent and a first porous sheet; a first lamination step of jetting the mixture liquid to generate the fiber and accumulating it on one surface of the first porous sheet to form a fiber layer; and a second lamination step of laminating a second porous sheet on the fiber layer. In the first lamination step, the fiber is made to carry the adsorbent that is particulate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、繊維構造体の製造方法に関し、詳細には、吸着剤を担持させた繊維構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a fiber structure, and more particularly to a method for manufacturing a fiber structure carrying an adsorbent.

近年、空気清浄機等に用いられる濾材には、集塵に加えて、空気中の化学物質を吸着する機能が求められる。特に、ホルムアルデヒドは、シックハウス症候群の原因物質とされており、社会問題にもなっている。そこで、特許文献1および2は、基材層と表層との間に、化学物質を吸着する吸着剤を分散させた繊維構造体を開示している。   In recent years, filter media used in air cleaners and the like are required to have a function of adsorbing chemical substances in the air in addition to dust collection. In particular, formaldehyde is regarded as a causative substance of sick house syndrome and has become a social problem. Therefore, Patent Documents 1 and 2 disclose a fiber structure in which an adsorbent that adsorbs a chemical substance is dispersed between a base material layer and a surface layer.

特開2002−248309号公報JP 2002-248309 A 特開2009−190269号公報JP 2009-190269 A

特許文献1および2では、吸着剤をホットメルト接着剤と混合した後、基材層に散布している。この場合、さらに加熱処理を行って、ホットメルト接着剤を溶融させることにより、吸着剤は基材層に担持される。この方法では、吸着剤を担持させるために、吸着剤の散布工程および接着剤の加熱工程がそれぞれ別の工程として必要である。そのため、生産性が低下し易い。   In Patent Documents 1 and 2, the adsorbent is mixed with the hot melt adhesive and then sprayed on the base material layer. In this case, the adsorbent is supported on the base material layer by further performing heat treatment to melt the hot melt adhesive. In this method, in order to carry the adsorbent, the adsorbent spraying step and the adhesive heating step are required as separate steps. As a result, productivity tends to decrease.

本発明の一局面は、繊維の原料樹脂と、吸着剤と、前記原料樹脂を溶解し、かつ、前記吸着剤を溶解あるいは分散させる液状物と、を含む混合液、および、第1多孔質シートを準備する準備工程と、前記混合液を噴射して、前記繊維を生成させるとともに、前記第1多孔質シートの一方の表面に堆積させて、繊維層を形成する第1積層工程と、前記繊維層に第2多孔質シートを積層する第2積層工程と、を具備し、前記第1積層工程で、粒子状の前記吸着剤を前記繊維に担持させる、繊維構造体の製造方法に関する。   One aspect of the present invention is a mixed liquid containing a fiber raw resin, an adsorbent, and a liquid material that dissolves the raw resin and dissolves or disperses the adsorbent, and a first porous sheet A first step of forming the fiber layer by spraying the mixed solution to form the fiber and depositing the fiber on one surface of the first porous sheet; and the fiber. And a second lamination step of laminating a second porous sheet on the layer, and in the first lamination step, the fibrous adsorbent is supported on the fibers.

本発明によれば、吸着剤の繊維への担持が、繊維の生成とともに実施されるため、繊維構造体の製造工程が簡略化されて、生産性が向上する。   According to the present invention, since the adsorbent is carried on the fiber together with the generation of the fiber, the manufacturing process of the fiber structure is simplified and the productivity is improved.

本発明の一実施形態に係る繊維構造体の製造に用いられる製造システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the manufacturing system used for manufacture of the fiber structure which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る製造方法により製造される繊維構造体を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the fiber structure manufactured by the manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention. 繊維層を構成する繊維およびこれに担持される吸着剤を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the fiber which comprises a fiber layer, and the adsorption agent carry | supported by this.

本実施形態に係る繊維構造体の製造方法は、繊維(以下、第1繊維と称する。)の原料樹脂と、吸着剤と、原料樹脂を溶解し、かつ、吸着剤を溶解あるいは分散させる液状物と、を含む混合液、および、第1多孔質シートを準備する準備工程と、混合液を噴射して、第1繊維を生成させるとともに、第1多孔質シートの一方の表面に堆積させて、繊維層を形成する第1積層工程と、繊維層に第2多孔質シートを積層する第2積層工程と、を具備する。   The manufacturing method of the fiber structure according to the present embodiment includes a raw material resin of fiber (hereinafter referred to as first fiber), an adsorbent, a liquid material that dissolves the raw resin and dissolves or disperses the adsorbent. And a preparation step for preparing a first porous sheet, and a mixture liquid is jetted to generate first fibers and deposited on one surface of the first porous sheet, A first laminating step of forming a fiber layer; and a second laminating step of laminating a second porous sheet on the fiber layer.

第1積層工程では、電界紡糸法が好ましく用いられる。電界紡糸法では、ターゲットをグランドさせるかマイナス(あるいはプラス)に帯電させ、そこにプラス(あるいはマイナス)の電位が印加された混合液をノズルから噴射させる。ターゲットに到達する過程において混合液の溶媒は揮発し、ターゲットには、静電延伸現象により生成した原料の繊維状物が堆積し、不織布状の繊維層が形成される。   In the first lamination step, an electrospinning method is preferably used. In the electrospinning method, a target is grounded or charged negatively (or positively), and a mixed liquid to which a positive (or negatively) potential is applied is ejected from a nozzle. In the process of reaching the target, the solvent of the liquid mixture is volatilized, and the fibrous material of the raw material generated by the electrostatic stretching phenomenon is deposited on the target to form a non-woven fiber layer.

ここで、本実施形態で用いられる混合液には、第1繊維の原料樹脂と、吸着剤と、上記液状物とが含まれている。そのため、混合液の噴射によって液状物の少なくとも一部が除去されると、混合液から、第1繊維とともに、粒子状の吸着剤が生成(あるいは分離)される。同じ空間内で、粒子状の吸着剤(以下、吸着剤粒子と称す)および第1繊維が生成するため、両者は接触し、そのまま接着する。つまり、生成あるいは分離した吸着剤粒子は、同じ空間内で生成した第1繊維に担持される。その後、吸着剤粒子を担持した第1繊維は第1多孔質シートに堆積して、繊維層を形成する。   Here, the mixed liquid used in the present embodiment includes the first fiber raw material resin, the adsorbent, and the liquid material. Therefore, when at least a part of the liquid is removed by spraying the mixed liquid, particulate adsorbent is generated (or separated) together with the first fibers from the mixed liquid. In the same space, particulate adsorbent (hereinafter referred to as adsorbent particles) and first fibers are formed, and both come into contact with each other and adhere as they are. That is, the generated or separated adsorbent particles are supported on the first fibers generated in the same space. Thereafter, the first fibers carrying the adsorbent particles are deposited on the first porous sheet to form a fiber layer.

上記のように、第1積層工程では、第1繊維の生成および堆積により繊維層が形成されるとともに、吸着剤粒子が第1繊維に担持される。言い換えれば、第1積層工程において、第1繊維の生成と、吸着剤粒子の第1繊維による担持と、吸着剤および第1繊維を含む繊維層の形成と、が実施される。そのため、製造工程が簡略化されて、生産性が向上する。第1積層工程で行われる吸着剤の第1繊維による担持とは、吸着剤が、単に第1繊維に接触するだけでなく、吸着剤の少なくとも一部が第1繊維に接着することをいう。接着には、後述するように、吸着剤の表面と第1繊維の表面とが点で接着(点接着)する態様、吸着剤の表面が第1繊維によって捲回される態様、および、吸着剤が第1繊維によって貫かれる態様等が含まれ得る。   As described above, in the first lamination step, the fiber layer is formed by the generation and deposition of the first fibers, and the adsorbent particles are supported on the first fibers. In other words, in the first laminating step, generation of the first fibers, support of the adsorbent particles by the first fibers, and formation of a fiber layer including the adsorbent and the first fibers are performed. Therefore, the manufacturing process is simplified and the productivity is improved. The carrying of the adsorbent by the first fibers performed in the first lamination step means that the adsorbent is not only in contact with the first fibers but also that at least a part of the adsorbent is adhered to the first fibers. In the bonding, as described later, the mode in which the surface of the adsorbent and the surface of the first fiber are bonded at points (point bonding), the mode in which the surface of the adsorbent is wound by the first fibers, and the adsorbent A mode in which is penetrated by the first fiber can be included.

以下、本実施形態の製造方法およびこれを行う製造システムについて、図面を参照しながら、電界紡糸法を使用する場合を例に挙げて具体的に説明するが、以下の製造システムは本発明を限定するものではない。図1は、繊維構造体10の製造システム200の一例の構成を概略的に示す図である。製造システム200は、繊維構造体10を製造するための製造ラインを構成している。   Hereinafter, the manufacturing method of the present embodiment and the manufacturing system for performing the same will be specifically described with reference to the drawings, taking the case of using the electrospinning method as an example, but the following manufacturing system limits the present invention. Not what you want. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an example of a manufacturing system 200 for the fiber structure 10. The manufacturing system 200 constitutes a manufacturing line for manufacturing the fiber structure 10.

繊維構造体10は、例えば製造システム200のように、工程順に設備を並べたインライン方式で製造することができる。製造システム200は、ラインの上流から下流に第1多孔質シート2を搬送し、搬送される第1多孔質シート2の主面に繊維層1(図2参照)を形成した後、続けて第2多孔質シート3を積層する製造システムである。   The fiber structure 10 can be manufactured by an in-line method in which facilities are arranged in the order of processes as in the manufacturing system 200, for example. The manufacturing system 200 conveys the first porous sheet 2 from the upstream to the downstream of the line, and after forming the fiber layer 1 (see FIG. 2) on the main surface of the first porous sheet 2 to be conveyed, This is a manufacturing system for laminating two porous sheets 3.

製造システム200は、(1)第1多孔質シート2を搬送ベルトに供給する第1多孔質シート供給ユニット201と、(2)静電気力により、上記混合液から第1繊維1Fおよび吸着剤粒子4を生成させ、搬送中の第1多孔質シート2に堆積させる電界紡糸機構を有する電界紡糸ユニット202と、(3)電界紡糸ユニット202から送り出される第1多孔質シート2と繊維層1との複合体の繊維層1側から、第2多孔質シート3を積層する第2多孔質シート積層ユニット203と、を具備する。   The manufacturing system 200 includes: (1) a first porous sheet supply unit 201 that supplies the first porous sheet 2 to the transport belt; and (2) the first fibers 1F and the adsorbent particles 4 from the mixed solution by electrostatic force. And an electrospinning unit 202 having an electrospinning mechanism for depositing on the first porous sheet 2 being conveyed, and (3) a composite of the first porous sheet 2 and the fiber layer 1 fed from the electrospinning unit 202 A second porous sheet laminating unit 203 for laminating the second porous sheet 3 from the fiber layer 1 side of the body.

(準備工程)
第1に、第1繊維1Fの原料樹脂と吸着剤とを含む混合液22を調製する。混合液22において、吸着剤は、粒子として分散していてもよいし、混合液22に含まれる溶媒に溶解していてもよいし、一部が分散し、残部が溶解していてもよい。第1繊維1Fに吸着剤粒子4を担持させ易い点から、吸着剤の少なくとも一部は、混合液22中に溶解した状態で含まれることが好ましい。一方、混合液22中の吸着剤の濃度を高くして、吸着剤粒子4の担持量を多くできる点から、吸着剤は、混合液22中に分散した状態で含まれていてもよい。
(Preparation process)
1stly, the liquid mixture 22 containing raw material resin of 1st fiber 1F and adsorbent is prepared. In the mixed liquid 22, the adsorbent may be dispersed as particles, may be dissolved in a solvent contained in the mixed liquid 22, or may be partly dispersed and the remaining part dissolved. It is preferable that at least a part of the adsorbent is contained in the mixed solution 22 in a state where the adsorbent particles 4 are easily supported on the first fibers 1F. On the other hand, since the concentration of the adsorbent in the mixed liquid 22 can be increased to increase the amount of adsorbent particles 4, the adsorbent may be contained in a dispersed state in the mixed liquid 22.

吸着剤を含む混合液22の調製方法は、特に制限されない。混合液22は、例えば、第1繊維1Fの原料樹脂が溶媒(第1溶媒)に溶解したポリマー溶液に、吸着剤を粉末の状態で混合して溶解および/または分散させてもよい。また、ポリマー溶液に、吸着剤が溶媒(第2溶媒)に溶解した吸着剤溶液および/または吸着剤が分散媒に分散した吸着剤分散液を混合することにより調製してもよい。なかでも、ポリマー溶液と吸着剤とが均一に混合され易い点で、吸着剤溶液および/または吸着剤分散液と、ポリマー溶液と、を混合することが好ましい。   The method for preparing the mixed liquid 22 containing the adsorbent is not particularly limited. For example, the mixed liquid 22 may be dissolved and / or dispersed by mixing an adsorbent in a powder state in a polymer solution in which the raw material resin of the first fiber 1F is dissolved in a solvent (first solvent). Alternatively, the polymer solution may be prepared by mixing an adsorbent solution in which the adsorbent is dissolved in a solvent (second solvent) and / or an adsorbent dispersion in which the adsorbent is dispersed in a dispersion medium. Among these, it is preferable to mix the adsorbent solution and / or the adsorbent dispersion and the polymer solution in that the polymer solution and the adsorbent are easily mixed uniformly.

混合液22における第1繊維1Fの原料樹脂の濃度は、特に限定されない。原料樹脂の濃度は、例えば、5〜30質量%であり、10〜20質量%であることが好ましい。混合液22における吸着剤の濃度は、吸着性能の観点から、5〜50質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましい。   The density | concentration of the raw material resin of the 1st fiber 1F in the liquid mixture 22 is not specifically limited. The density | concentration of raw material resin is 5-30 mass%, for example, and it is preferable that it is 10-20 mass%. The concentration of the adsorbent in the mixed liquid 22 is preferably 5 to 50% by mass and more preferably 10 to 20% by mass from the viewpoint of adsorption performance.

第1繊維1Fの原料樹脂は特に限定されず、例えば、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアリレート(PAR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート)、ポリウレタン(PU)等のポリマーが挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、電界紡糸法に適している点で、PESが好ましく用いられる。また、平均繊維径D1を細くし易い点で、PVDFが好ましく用いられる。   The raw material resin of the first fiber 1F is not particularly limited. For example, polyamide (PA), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyether Ether ketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyarylate (PAR), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVDF) ), Polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc), polypropylene (PP), polyester (for example, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate), polyurethane (PU), etc. Ma and the like. You may use these individually or in combination of 2 or more types. Among these, PES is preferably used because it is suitable for the electrospinning method. Moreover, PVDF is preferably used in that the average fiber diameter D1 can be easily reduced.

吸着剤としては特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、酢酸エチル等の揮発性有機化合物(VOC)のうちの少なくとも1種を吸着することのできる物質が挙げられる。吸着剤としては、具体的には、アジピン酸ジヒドラジド等の第1溶媒または第2溶媒に溶解あるいは分散し得る有機材料や、活性炭、ゼオライト等の分散媒に分散される微粒子状の材料が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an adsorbent, For example, the substance which can adsorb | suck at least 1 sort (s) of volatile organic compounds (VOC), such as formaldehyde, acetaldehyde, toluene, xylene, ethyl acetate, is mentioned. Specific examples of the adsorbent include organic materials that can be dissolved or dispersed in a first solvent or a second solvent such as adipic acid dihydrazide, and particulate materials that are dispersed in a dispersion medium such as activated carbon or zeolite. .

第1溶媒としては、原料樹脂の種類や製造条件に応じて、適切なものを選択すればよい。例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、メチル−n−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、o−クロロトルエン、p−クロロトルエン、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、o−キシレン、p−キシレン、m−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド、ピリジン、水等を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。なかでも、電界紡糸法に適している点、および、PESを含む第1繊維1Fを電界紡糸法により形成する場合、PESを溶解し易い点で、DMAcが好ましい。   What is necessary is just to select an appropriate thing as a 1st solvent according to the kind and manufacturing conditions of raw material resin. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexafluoroisopropanol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dibenzyl alcohol, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl- n-hexyl ketone, methyl-n-propyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, acetone, hexafluoroacetone, phenol, formic acid, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, acetic acid Methyl, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform, o-chlorotoluene, p- Lorotoluene, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane , Cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide, pyridine, water, etc. it can. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, DMAc is preferable because it is suitable for the electrospinning method and when the first fiber 1F containing PES is formed by the electrospinning method, PES is easily dissolved.

第2溶媒および分散媒も特に限定されず、吸着剤の種類や濃度に応じて、適切なものを選択すればよい。第2溶媒および分散媒としては、上記で例示したポリマー溶液に用いられる溶媒から適宜選択すればよい。第1溶媒と、第2溶媒もしくは分散媒とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。なかでも、均一な混合液22が得られる点から、第1溶媒と、第2溶媒もしくは分散媒とは互いに相溶であることが好ましく、同じ液状物を含んでいることがより好ましい。   The second solvent and the dispersion medium are not particularly limited, and may be selected appropriately depending on the type and concentration of the adsorbent. What is necessary is just to select suitably from the solvent used for the polymer solution illustrated above as a 2nd solvent and a dispersion medium. The first solvent and the second solvent or dispersion medium may be the same or different. Among these, the first solvent and the second solvent or the dispersion medium are preferably compatible with each other and more preferably contain the same liquid material from the viewpoint of obtaining a uniform mixed liquid 22.

第2に、第1多孔質シート2を準備する。第1多孔質シート2は、第1積層工程において、第1繊維1Fを堆積させるターゲットであるとともに、繊維構造体10の形状を保持する基材であり得る。第1多孔質シート2の材質等については後述する。製造システム200では、第1多孔質シート2は、製造ラインの上流から下流に搬送される。製造システム200の最上流には、ローラ状に捲回された第1多孔質シート2を内部に収容した第1多孔質シート供給ユニット201が設けられている。第1多孔質シート供給ユニット201は、モータ13により第1供給リール12を回転させて、第1供給リール12に捲回された第1多孔質シート2を搬送ローラ11に供給する。   Second, the first porous sheet 2 is prepared. The first porous sheet 2 may be a target for depositing the first fibers 1F in the first lamination step and a base material that maintains the shape of the fiber structure 10. The material of the first porous sheet 2 will be described later. In the manufacturing system 200, the 1st porous sheet 2 is conveyed downstream from the upstream of a manufacturing line. The most upstream of the manufacturing system 200 is provided with a first porous sheet supply unit 201 that houses therein a first porous sheet 2 wound in a roller shape. The first porous sheet supply unit 201 rotates the first supply reel 12 by the motor 13 and supplies the first porous sheet 2 wound around the first supply reel 12 to the transport roller 11.

(第1積層工程)
第1多孔質シート2は、搬送ローラ11により、電界紡糸ユニット202に搬送される。電界紡糸ユニット202が具備する電界紡糸機構は、ユニット内の上方に設置された第1繊維1Fの混合液22を放出するための放出体23と、放出された混合液22をプラスに帯電させる帯電手段(後述参照)と、放出体23と対向するように配置された第1多孔質シート2を上流側から下流側に搬送する搬送コンベア21と、を備えている。搬送コンベア21は、第1多孔質シート2とともに第1繊維1Fを収集するコレクタ部として機能する。なお、電界紡糸ユニット202の台数は、特に限定されるものではなく、1台でも2台以上でもよい。
(First lamination step)
The first porous sheet 2 is conveyed to the electrospinning unit 202 by the conveying roller 11. The electrospinning mechanism provided in the electrospinning unit 202 includes an emitter 23 for discharging the mixed liquid 22 of the first fibers 1F installed above the unit, and charging for positively charging the discharged mixed liquid 22. Means (see below) and a transport conveyor 21 for transporting the first porous sheet 2 disposed so as to face the discharge body 23 from the upstream side to the downstream side. The conveyor 21 functions as a collector unit that collects the first fibers 1F together with the first porous sheet 2. Note that the number of electrospinning units 202 is not particularly limited, and may be one or two or more.

電界紡糸ユニット202および/または放出体23が複数ある場合、電界紡糸ユニット202ごと、あるいは、放出体23ごとに、形成される第1繊維1Fの平均繊維径D1を変化させてもよい。第1繊維1Fの平均繊維径D1は、混合液22の吐出圧力、印加電圧、混合液22における原料樹脂の濃度、放出体23と第1多孔質シート2との距離、温度、湿度などを調整することにより、変化させることができる。   When there are a plurality of electrospinning units 202 and / or emitters 23, the average fiber diameter D1 of the first fibers 1F formed may be changed for each electrospinning unit 202 or for each emitter 23. The average fiber diameter D1 of the first fibers 1F adjusts the discharge pressure of the mixed liquid 22, the applied voltage, the concentration of the raw material resin in the mixed liquid 22, the distance between the emitter 23 and the first porous sheet 2, temperature, humidity, and the like. This can be changed.

放出体23の第1多孔質シート2の主面と対向する側には、混合液22の放出口(図示せず)が複数箇所設けられている。放出体23の放出口と、第1多孔質シート2との距離は、電界紡糸ユニット202の規模や所望の繊維径にもよるが、例えば、100〜600mmであればよい。放出体23は、電界紡糸ユニット202の上方に設置された、第1多孔質シート2の搬送方向と平行な第1支持体24から下方に延びる第2支持体25により、自身の長手方向が第1多孔質シート2の主面と平行になるように支持されている。第1支持体24は、放出体23を第1多孔質シート2の搬送方向とは垂直な方向に揺動させるように、可動であってもよい。   A plurality of discharge ports (not shown) for the mixed liquid 22 are provided on the side of the emitter 23 facing the main surface of the first porous sheet 2. The distance between the discharge port of the emitter 23 and the first porous sheet 2 depends on the scale of the electrospinning unit 202 and the desired fiber diameter, but may be, for example, 100 to 600 mm. The emitter 23 is disposed above the electrospinning unit 202, and the second support 25 extending downward from the first support 24 parallel to the transport direction of the first porous sheet 2 causes the longitudinal direction of the emitter 23 to be first. 1 It is supported so as to be parallel to the main surface of the porous sheet 2. The first support 24 may be movable so that the emitter 23 is swung in a direction perpendicular to the conveyance direction of the first porous sheet 2.

帯電手段は、放出体23に電圧を印加する電圧印加装置26と、搬送コンベア21と平行に設置された対電極27とで構成されている。対電極27は接地(グランド)されている。これにより、放出体23と対電極27との間には、電圧印加装置26により印加される電圧に応じた電位差(例えば20〜200kV)を設けることができる。なお、帯電手段の構成は、特に限定されない。例えば、対電極27はマイナスに帯電されていてもよい。また、対電極27を設ける代わりに、搬送コンベア21のベルト部分を導体から構成してもよい。   The charging means includes a voltage applying device 26 that applies a voltage to the emitter 23 and a counter electrode 27 that is installed in parallel with the transport conveyor 21. The counter electrode 27 is grounded. Thereby, a potential difference (for example, 20 to 200 kV) according to the voltage applied by the voltage application device 26 can be provided between the emitter 23 and the counter electrode 27. The configuration of the charging unit is not particularly limited. For example, the counter electrode 27 may be negatively charged. Moreover, you may comprise the belt part of the conveyance conveyor 21 from a conductor instead of providing the counter electrode 27. FIG.

放出体23は、導体で構成されており、長尺の形状を有し、その内部は中空になっている。中空部は混合液22を収容する収容部となる。混合液22は、放出体23の中空部と連通するポンプ28の圧力により、混合液タンク29から放出体23の中空に供給される。そして、混合液22は、ポンプ28の圧力により、放出口から第1多孔質シート2の主面に向かって放出される。   The emitter 23 is made of a conductor, has a long shape, and is hollow inside. The hollow portion serves as a storage portion that stores the mixed liquid 22. The liquid mixture 22 is supplied from the liquid mixture tank 29 to the hollow of the emitter 23 by the pressure of the pump 28 communicating with the hollow portion of the emitter 23. The mixed liquid 22 is discharged from the discharge port toward the main surface of the first porous sheet 2 by the pressure of the pump 28.

放出された混合液22は、帯電した状態で放出体23と第1多孔質シート2との間の空間(生成空間)を移動中に静電爆発を起し、原料樹脂は繊維状に成形される一方、液状物に溶解していた吸着剤は粒子状に成形される。吸着剤は、原料樹脂に比べて紡糸性が低いためである。液状物に分散していた吸着剤は分離される。このようにして、同じ生成空間内で生成あるいは分離された吸着剤粒子4と第1繊維1Fとが接触し、吸着剤粒子4は第1繊維1Fに担持される。吸着剤粒子4を担持した第1繊維1Fは、第1多孔質シート2上に堆積し、繊維層1を形成する。繊維層1と第1多孔質シート2とは、接着剤等を用いて接着させることなく、接合され得る。第1繊維1Fの堆積量は、混合液22の吐出圧力、印加電圧、混合液22における原料樹脂の濃度、第1多孔質シート2の搬送速度などを調整することにより、制御される。   The discharged mixed liquid 22 causes electrostatic explosion while moving in the space (generation space) between the emitter 23 and the first porous sheet 2 in a charged state, and the raw material resin is formed into a fiber shape. On the other hand, the adsorbent dissolved in the liquid is formed into particles. This is because the adsorbent has lower spinnability than the raw material resin. The adsorbent dispersed in the liquid is separated. Thus, the adsorbent particle 4 produced | generated or isolate | separated within the same production | generation space and the 1st fiber 1F contact, and the adsorbent particle 4 is carry | supported by the 1st fiber 1F. The first fibers 1F carrying the adsorbent particles 4 are deposited on the first porous sheet 2 to form the fiber layer 1. The fiber layer 1 and the first porous sheet 2 can be joined without using an adhesive or the like. The deposition amount of the first fibers 1F is controlled by adjusting the discharge pressure of the mixed liquid 22, the applied voltage, the concentration of the raw material resin in the mixed liquid 22, the conveyance speed of the first porous sheet 2, and the like.

第1繊維1Fを形成する電界紡糸機構は、上記の構成に限定されない。所定の第1繊維1Fの生成空間において、原料液から第1繊維1Fおよび吸着剤粒子4を生成させ、吸着剤粒子4を担持した第1繊維1Fを第1多孔質シート2の主面に堆積させることができる機構であれば、特に限定なく用いることができる。例えば、放出体23の長手方向に垂直な断面の形状は、上方から下方に向かって次第に小さくなる形状(V型ノズル)であってもよい。   The electrospinning mechanism for forming the first fiber 1F is not limited to the above configuration. The first fibers 1F and the adsorbent particles 4 are generated from the raw material liquid in the predetermined first fiber 1F generation space, and the first fibers 1F carrying the adsorbent particles 4 are deposited on the main surface of the first porous sheet 2. Any mechanism that can be used can be used without particular limitation. For example, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the emitter 23 may be a shape (V-type nozzle) that gradually decreases from the top to the bottom.

繊維層1が形成された後、複合体に第2多孔質シート3が積層される前に、複合体を加熱して、第1繊維1Fおよび/または吸着剤粒子4に残存する液状物の除去を行ってもよい。加熱機器は特に限定されず、公知のものを適宜選択すればよい。加熱温度は、各溶媒の沸点に応じて適宜設定すればよく、例えば、第1多孔質シート2の表面が100〜200℃程度になるように、加熱すればよい。   After the fiber layer 1 is formed and before the second porous sheet 3 is laminated on the composite, the composite is heated to remove the liquid material remaining on the first fibers 1F and / or the adsorbent particles 4. May be performed. A heating apparatus is not specifically limited, What is necessary is just to select a well-known thing suitably. What is necessary is just to set heating temperature suitably according to the boiling point of each solvent, for example, what is necessary is just to heat so that the surface of the 1st porous sheet 2 may be about 100-200 degreeC.

繊維層1が形成された後、第2多孔質シート3を接着するための接着剤を、第1多孔質シート2と繊維層1との複合体にライン状に塗布してもよい。ライン状の接着剤は、圧力損失、吸着性能および集塵性能の観点から、所定の間隔をあけて複数本、配置されることが好ましい。   After the fiber layer 1 is formed, an adhesive for adhering the second porous sheet 3 may be applied to the composite of the first porous sheet 2 and the fiber layer 1 in a line shape. From the viewpoint of pressure loss, adsorption performance, and dust collection performance, it is preferable that a plurality of line-shaped adhesives are arranged at predetermined intervals.

接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とするホットメルト接着剤等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン(PU)、PET等のポリエステル、ウレタン変性共重合ポリエステル等の共重合ポリエステル、PA、ポリオレフィン(例えば、PP、PE)等が例示できる。ホットメルト接着剤は、例えば、加熱により溶融されながら、例えば繊維層1上にライン状に塗布される。接着剤の塗布量は特に限定されないが、接合強度および圧力損失の観点から、0.5g/m以上、15g/m以下であることが好ましく、1g/m以上、10g/m以下であることがより好ましく、2g/m以上、6g/m以下であることが特に好ましい。 The kind of adhesive agent is not specifically limited, For example, the hot-melt-adhesive etc. which have a thermoplastic resin as a main component are mentioned. Examples of the thermoplastic resin include polyurethane (PU), polyester such as PET, copolymer polyester such as urethane-modified copolymer polyester, PA, polyolefin (for example, PP, PE), and the like. The hot melt adhesive is applied, for example, in a line on the fiber layer 1 while being melted by heating, for example. The application amount of the adhesive is not particularly limited, but from the viewpoint of bonding strength and pressure loss, it is preferably 0.5 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less, preferably 1 g / m 2 or more and 10 g / m 2 or less. It is more preferable that it is 2 g / m 2 or more and 6 g / m 2 or less.

(第2積層工程)
次いで、複合体は、第2多孔質シート積層ユニット203に搬送される。第2多孔質シート積層ユニット203では、複合体の繊維層1側から、第2多孔質シート3が供給され、複合体に積層される。第2多孔質シート3は、種々の外部負荷から繊維層1を保護する保護材であり得、第1繊維1Fに担持された吸着剤粒子4の脱落を抑制するカバーであり得、繊維層1とともにダストを捕捉する集塵体であり得る。第2多孔質シート3の材質等については後述する。第2多孔質シート3が長尺である場合、第1多孔質シート2と同様に、第2多孔質シート3は第2供給リール32に巻き取られていてもよい。この場合、第2多孔質シート3は、第2供給リール32から捲き出されながら、複合体に積層される。
(Second lamination step)
Next, the composite is conveyed to the second porous sheet stacking unit 203. In the second porous sheet laminating unit 203, the second porous sheet 3 is supplied from the fiber layer 1 side of the composite and is laminated on the composite. The second porous sheet 3 can be a protective material that protects the fiber layer 1 from various external loads, and can be a cover that prevents the adsorbent particles 4 carried on the first fibers 1F from falling off. In addition, it may be a dust collector that captures dust. The material of the second porous sheet 3 will be described later. When the second porous sheet 3 is long, the second porous sheet 3 may be wound around the second supply reel 32 in the same manner as the first porous sheet 2. In this case, the second porous sheet 3 is laminated on the composite while being rolled out from the second supply reel 32.

第2多孔質シート3を積層した後、繊維構造体10を挟んで上下に配置された一対の加圧ローラ33(33aおよび33b)により圧力を加えながら、繊維構造体10を加圧して、上記複合体と第2多孔質シート3とをさらに密着させてもよい。   After laminating the second porous sheet 3, the fiber structure 10 is pressurized while applying pressure by a pair of pressure rollers 33 (33 a and 33 b) arranged above and below the fiber structure 10. The composite and the second porous sheet 3 may be further adhered.

最後に、第2多孔質シート積層ユニット203から繊維構造体10を搬出し、ローラ41を経由して、より下流側に配置されている回収ユニット204に搬送する。回収ユニット204は、例えば、搬送されてくる繊維構造体10を捲き取る回収リール42を内蔵している。回収リール42はモータ43により回転駆動される。   Finally, the fiber structure 10 is unloaded from the second porous sheet stacking unit 203 and is conveyed via the roller 41 to the collecting unit 204 disposed on the further downstream side. The collection unit 204 includes, for example, a collection reel 42 that scrapes off the conveyed fiber structure 10. The collection reel 42 is rotated by a motor 43.

以下、上記の方法により製造された繊維構造体10について、図面を参照しながら、空気清浄機の濾材に適する形態として具体的に説明するが、繊維構造体10の用途はこれに限定されるものではない。図2は、繊維構造体10を模式的に示す断面図である。図3は、繊維層1を構成する第1繊維1Fと、これに担持される吸着剤粒子4とを模式的に示す上面図である。繊維構造体10は、吸着剤粒子4を担持する第1繊維1Fを含む繊維層1と、繊維層1の一方の主面に積層される第1多孔質シート2と、繊維層1の他方の主面に積層される第2多孔質シート3と、を備える。   Hereinafter, the fiber structure 10 manufactured by the above method will be specifically described as a form suitable for a filter medium of an air cleaner with reference to the drawings. However, the use of the fiber structure 10 is limited to this. is not. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the fiber structure 10. FIG. 3 is a top view schematically showing the first fibers 1F constituting the fiber layer 1 and the adsorbent particles 4 carried thereon. The fiber structure 10 includes a fiber layer 1 including the first fibers 1F supporting the adsorbent particles 4, a first porous sheet 2 laminated on one main surface of the fiber layer 1, and the other of the fiber layers 1. A second porous sheet 3 laminated on the main surface.

(繊維層)
繊維層1は第1繊維1Fにより構成されており、吸着剤粒子4を保持するとともに、ダストを捕捉する機能を備える。第1繊維1Fの平均繊維径D1は、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、500nm以下であることが特に好ましい。これにより、表面積が大きくなるため、集塵効率が高まるとともに、吸着剤粒子4の脱落が抑制される。また、平均繊維径D1は50nm以上であることが好ましく、100nm以上であることがより好ましい。
(Fiber layer)
The fiber layer 1 is composed of the first fibers 1F and has a function of holding the adsorbent particles 4 and capturing dust. The average fiber diameter D1 of the first fibers 1F is preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less, and particularly preferably 500 nm or less. Thereby, since the surface area is increased, the dust collection efficiency is increased, and dropping of the adsorbent particles 4 is suppressed. Further, the average fiber diameter D1 is preferably 50 nm or more, and more preferably 100 nm or more.

平均繊維径D1とは、第1繊維1Fの直径の平均値である。第1繊維1Fの直径とは、第1繊維1Fの長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、繊維層1を一方の主面の法線方向から見たときの、第1繊維1Fの長さ方向に対して垂直な方向の幅を、第1繊維1Fの直径と見なしてもよい。平均繊維径D1は、例えば、繊維層1に含まれる任意の10本の第1繊維1Fの任意の箇所の直径の平均値である。後述する平均繊維径D2およびD3についても同じである。   The average fiber diameter D1 is an average value of the diameters of the first fibers 1F. The diameter of the first fiber 1F is a diameter of a cross section perpendicular to the length direction of the first fiber 1F. If such a cross section is not circular, the maximum diameter may be considered as the diameter. Moreover, you may consider that the width | variety of the direction perpendicular | vertical to the length direction of the 1st fiber 1F when the fiber layer 1 is seen from the normal line direction of one main surface is the diameter of the 1st fiber 1F. The average fiber diameter D1 is, for example, an average value of the diameters of arbitrary portions of any ten first fibers 1F included in the fiber layer 1. The same applies to average fiber diameters D2 and D3 described later.

繊維層1の単位面積当たりの平均の質量は、0.01g/m以上、1.5g/m以下であることが好ましく、0.01g/m以上、0.5g/m以下であることがより好ましく、0.03g/m以上、0.1g/m以下であることが特に好ましい。繊維層1の上記質量がこの範囲であると、圧力損失を抑制しながら、高い集塵効率が発揮され易い。 The average mass per unit area of the fiber layer 1, 0.01 g / m 2 or more, preferably 1.5 g / m 2 or less, 0.01 g / m 2 or more, 0.5 g / m 2 or less More preferably, it is 0.03 g / m 2 or more and 0.1 g / m 2 or less. When the mass of the fiber layer 1 is within this range, high dust collection efficiency is easily exhibited while suppressing pressure loss.

繊維層1の厚みT1は、圧力損失の観点から、0.5μm以上、10μm以下であることが好ましく、1μm以上、5μm以下であることがより好ましい。繊維層1が不織布状である場合、繊維層1の厚みT1とは、例えば、不織布の任意の10箇所の厚みの平均値である。厚みとは、不織布の2つの主面の間の距離である。不織布である繊維層1の厚みT1は、不織布の断面を写真に取り、不織布の一方の主面上にある任意の1地点から他方の主面まで、最も距離の短くなる線を引いたとき、この線上にある繊維のうち、最も離れた位置にある2本の繊維の外側(外法)の距離として求められる。他の任意の複数地点(例えば、9地点)についても同様にして不織布の厚みを算出し、これらを平均化した数値を、不織布の厚みとする。上記厚みの算出に際しては、二値化処理された画像を用いてもよい。後述する厚みT2およびT3についても同じである。   The thickness T1 of the fiber layer 1 is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, more preferably 1 μm or more and 5 μm or less from the viewpoint of pressure loss. When the fiber layer 1 is a nonwoven fabric shape, the thickness T1 of the fiber layer 1 is, for example, the average value of the thicknesses at any 10 locations of the nonwoven fabric. The thickness is a distance between the two main surfaces of the nonwoven fabric. When the thickness T1 of the fiber layer 1 which is a nonwoven fabric is taken as a photograph of a cross-section of the nonwoven fabric, a line with the shortest distance is drawn from any one point on one main surface of the nonwoven fabric to the other main surface. It is calculated | required as the distance of the outer side (outer method) of two fibers in the most distant position among the fibers on this line. The thickness of the nonwoven fabric is calculated in the same manner for other arbitrary plural points (for example, 9 points), and a value obtained by averaging these is set as the thickness of the nonwoven fabric. In calculating the thickness, a binarized image may be used. The same applies to thicknesses T2 and T3 described later.

(第1多孔質シート)
第1多孔質シート2は、繊維層1の一方の主面に積層されている。
第1多孔質シート2の形態および材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。第1多孔質シート2としては、具体的には、織物、編物、不織布等の繊維構造体が例示できる。なかでも、圧力損失の観点から、第1多孔質シート2は不織布であることが好ましい。第1多孔質シート2が不織布である場合、第1多孔質シート2を構成する第2繊維の材質は特に限定されず、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、PP、ポリエチレン(PE)、PET、PA、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、基材として適する点で、第2繊維の材質は、PETまたはセルロースが好ましい。特に、第1多孔質シート2は、PETおよび/またはセルロースを80質量%以上の割合で含むことが好ましい。第1多孔質シート2が不織布である場合、その製造方法も特に限定されず、例えば、スパンボンド法、乾式法(例えば、エアレイド法)、湿式法、メルトブロー法、ニードルパンチ法等が挙げられる。特に、第1多孔質シート2は、湿式法により製造された不織布であることが好ましい。
(First porous sheet)
The first porous sheet 2 is laminated on one main surface of the fiber layer 1.
The form and material of the 1st porous sheet 2 are not specifically limited, What is necessary is just to select suitably according to a use. Specific examples of the first porous sheet 2 include fiber structures such as woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics. Especially, it is preferable that the 1st porous sheet 2 is a nonwoven fabric from a viewpoint of pressure loss. When the 1st porous sheet 2 is a nonwoven fabric, the material of the 2nd fiber which comprises the 1st porous sheet 2 is not specifically limited, For example, glass fiber, a cellulose, an acrylic resin, PP, polyethylene (PE), PET , PA, or a mixture thereof. Especially, the point which is suitable as a base material WHEREIN: As a material of a 2nd fiber, PET or a cellulose is preferable. In particular, the first porous sheet 2 preferably contains PET and / or cellulose in a proportion of 80% by mass or more. When the 1st porous sheet 2 is a nonwoven fabric, the manufacturing method is not specifically limited, For example, a spun bond method, a dry method (for example, airlaid method), a wet method, a melt blow method, a needle punch method etc. are mentioned. In particular, the first porous sheet 2 is preferably a nonwoven fabric manufactured by a wet method.

第2繊維の平均繊維径D2は特に限定されず、例えば、1μm以上、40μm以下であってもよく、5μm以上、20μm以下であってもよい。第1多孔質シート2の厚みT2は、特に限定されず、例えば、50μm以上、500μm以下であってもよく、150μm以上、400μm以下であってもよい。   The average fiber diameter D2 of the second fibers is not particularly limited, and may be, for example, 1 μm or more and 40 μm or less, or 5 μm or more and 20 μm or less. The thickness T2 of the first porous sheet 2 is not particularly limited, and may be, for example, 50 μm or more and 500 μm or less, or 150 μm or more and 400 μm or less.

第1多孔質シート2の単位面積当たりの質量も特に限定されず、例えば、10g/m以上、80g/m以下であってもよく、35g/m以上、60g/m以下であってもよい。第1多孔質シート2の圧力損失は特に限定されない。なかでも、第1多孔質シート2の初期の圧力損失は、JISB9908形式1の規格に準拠した測定機を用いて測定した場合、1Pa以上、10Pa以下程度であることが好ましい。第1多孔質シート2の初期の圧力損失がこの範囲であれば、繊維構造体10全体の圧力損失も抑制される。第1多孔質シート2の空隙率は特に限定されないが、圧力損失の観点から、65体積%以上、98体積%以下であることが好ましい。空隙率(体積%)は、例えば、(1−第1多孔質シート2の見かけの単位体積当たりの質量/第2繊維の比重)×100、で表わされる。 The mass per unit area of the first porous sheet 2 is not particularly limited, and may be, for example, 10 g / m 2 or more and 80 g / m 2 or less, or 35 g / m 2 or more and 60 g / m 2 or less. May be. The pressure loss of the first porous sheet 2 is not particularly limited. Especially, when the initial pressure loss of the 1st porous sheet 2 is measured using the measuring machine based on the standard of JISB9908 format 1, it is preferable that it is about 1 Pa or more and 10 Pa or less. When the initial pressure loss of the first porous sheet 2 is within this range, the pressure loss of the entire fiber structure 10 is also suppressed. The porosity of the first porous sheet 2 is not particularly limited, but is preferably 65% by volume or more and 98% by volume or less from the viewpoint of pressure loss. The porosity (volume%) is represented by, for example, (1−mass per apparent unit volume of first porous sheet 2 / specific gravity of second fiber) × 100.

(第2多孔質シート)
第2多孔質シート3は、繊維層1の第1多孔質シート2側とは反対側に積層されている。
第2多孔質シート3の形態および材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。第2多孔質シート3としては、第1多孔質シート2同様の繊維構造体が例示できる。なかでも、圧力損失の観点から、第2多孔質シート3は不織布であることが好ましい。第2多孔質シート3が不織布である場合、第2多孔質シート3を構成する第3繊維の材質は特に限定されず、第2繊維と同じ材質が挙げられる。後述するように、第2多孔質シート3を帯電させる場合、帯電し易く、また、帯電性が維持され易い点で、第3繊維の材質はPPが好ましい。不織布である第2多孔質シート3の製造方法も特に限定されない。なかでも、濾材として適する繊維径の細い不織布が形成され易い点で、第2多孔質シート3は、メルトブロー法により製造されることが好ましい。
(Second porous sheet)
The second porous sheet 3 is laminated on the side of the fiber layer 1 opposite to the first porous sheet 2 side.
The form and material of the 2nd porous sheet 3 are not specifically limited, What is necessary is just to select suitably according to a use. As the 2nd porous sheet 3, the fiber structure similar to the 1st porous sheet 2 can be illustrated. Especially, it is preferable that the 2nd porous sheet 3 is a nonwoven fabric from a viewpoint of pressure loss. When the 2nd porous sheet 3 is a nonwoven fabric, the material of the 3rd fiber which comprises the 2nd porous sheet 3 is not specifically limited, The same material as a 2nd fiber is mentioned. As will be described later, when the second porous sheet 3 is charged, PP is preferable as the material of the third fiber in that it is easily charged and the chargeability is easily maintained. The manufacturing method of the 2nd porous sheet 3 which is a nonwoven fabric is not specifically limited, either. Especially, it is preferable that the 2nd porous sheet 3 is manufactured by the melt blow method at the point which a thin fiber diameter suitable as a filter medium is easy to be formed.

第2多孔質シート3は、帯電(永久帯電)していてもよい。すなわち、第2多孔質シート3は、外部電界が存在しない状態において半永久的に電気分極を保持し、周囲に対して電界を形成していてもよい。これにより、ダストの捕捉性能が高まるとともに、吸着剤粒子4の脱落が抑制され易くなる。この場合、第2多孔質シート3の表面電位(帯電していない第2多孔質シート3と帯電している第2多孔質シート3との電位差)は特に限定されず、例えば、5kV以上、100kV以下であってもよい。   The second porous sheet 3 may be charged (permanently charged). That is, the 2nd porous sheet 3 may hold | maintain electric polarization semipermanently in the state where an external electric field does not exist, and may form the electric field with respect to the circumference | surroundings. As a result, the dust capturing performance is enhanced and the detachment of the adsorbent particles 4 is easily suppressed. In this case, the surface potential of the second porous sheet 3 (potential difference between the uncharged second porous sheet 3 and the charged second porous sheet 3) is not particularly limited, and is, for example, 5 kV or more, 100 kV. It may be the following.

第3繊維の平均繊維径D3は、平均繊維径D1よりも大きいことが好ましい。平均繊維径D3は、例えば、0.5μm以上、20μm以下であり、5μm以上、20μm以下であることが好ましい。第2多孔質シート3の厚みT3は、圧力損失の観点から、100μm以上、500μm以下であることが好ましく、150μm以上、400μm以下であることがより好ましい。   The average fiber diameter D3 of the third fibers is preferably larger than the average fiber diameter D1. The average fiber diameter D3 is, for example, 0.5 μm or more and 20 μm or less, and preferably 5 μm or more and 20 μm or less. The thickness T3 of the second porous sheet 3 is preferably 100 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 150 μm or more and 400 μm or less from the viewpoint of pressure loss.

第2多孔質シート3の圧力損失は、特に限定されない。なかでも、第2多孔質シート3の初期の圧力損失は、JISB9908形式1の規格に準拠した測定機を用いて測定した場合、1〜10Pa程度であることが好ましい。第2多孔質シート3の初期の圧力損失がこの範囲であれば、繊維構造体10全体の圧力損失も抑制される。   The pressure loss of the second porous sheet 3 is not particularly limited. Especially, when the initial pressure loss of the 2nd porous sheet 3 is measured using the measuring machine based on the standard of JISB9908 format 1, it is preferable that it is about 1-10Pa. When the initial pressure loss of the second porous sheet 3 is within this range, the pressure loss of the entire fiber structure 10 is also suppressed.

第2多孔質シート3の単位面積当たりの質量は、圧力損失の観点から、10g/m以上、50g/m以下であることが好ましく、10g/m以上、30g/m以下であることがより好ましい。第2多孔質シート3の空隙率は特に限定されないが、圧力損失の観点から、60体積%以上、95体積%以下であることが好ましく、70体積%以上、90体積%以下であることがより好ましい。 Mass per unit area of the second porous sheet 3, from the viewpoint of pressure loss, 10 g / m 2 or more, preferably 50 g / m 2 or less, 10 g / m 2 or more, is 30 g / m 2 or less It is more preferable. The porosity of the second porous sheet 3 is not particularly limited, but from the viewpoint of pressure loss, it is preferably 60% by volume or more and 95% by volume or less, and more preferably 70% by volume or more and 90% by volume or less. preferable.

(吸着剤粒子)
吸着剤粒子4は、第1繊維1Fに担持されている。
吸着剤粒子4は、例えば、その表面が第1繊維1Fと点接着することによって、第1繊維1Fに担持され得る。また、吸着剤粒子4は、第1繊維1Fによりその周囲が捲回されることによって、第1繊維1Fに担持され得る。さらに、吸着剤粒子4は、第1繊維1Fに貫かれることによって、第1繊維1Fに担持され得る。特に、第1繊維1Fに捲回、あるいは、貫かれた吸着剤粒子4は、繊維層1から脱落し難い。そのため、長期間にわたって、吸着剤粒子4による吸着性能が維持され得る。
(Adsorbent particles)
The adsorbent particles 4 are supported on the first fibers 1F.
The adsorbent particles 4 can be supported on the first fibers 1F by, for example, the surface of the adsorbent particles 4 being bonded to the first fibers 1F. Further, the adsorbent particles 4 can be supported on the first fibers 1F by being wound around the first fibers 1F. Further, the adsorbent particles 4 can be carried on the first fibers 1F by penetrating the first fibers 1F. In particular, the adsorbent particles 4 wound or penetrated through the first fibers 1F are unlikely to fall off the fiber layer 1. Therefore, the adsorption performance by the adsorbent particles 4 can be maintained over a long period of time.

上記のように、吸着剤粒子4が様々な態様で第1繊維1Fに担持されるのは、吸着剤および原料樹脂を含む混合液を用いて、吸着剤粒子4と第1繊維1Fとを同じ空間内で生成させることによる。   As described above, the adsorbent particles 4 are supported on the first fibers 1F in various modes by using the mixed liquid containing the adsorbent and the raw material resin, and the adsorbent particles 4 and the first fibers 1F are the same. By generating in space.

吸着剤および原料樹脂を含む混合液22が放出される際、吸着剤が、第1繊維1Fの原料樹脂を包み込みながら放出されると、第1繊維1Fの原料樹脂を包み込んでいた吸着剤は粒子状になり易い。よって、第1繊維1Fは吸着剤粒子4を貫通したような状態に成形される。これにより、第1繊維1Fによって貫かれている吸着剤粒子4(貫通粒子4a)が生成する。貫通粒子4aにおいて、第1繊維1Fが、吸着剤粒子4の内部のどの部分を通っているかは問わない。また、吸着剤と第1繊維1Fの原料樹脂とが近接するように放出されると、吸着剤は粒子状になるとともに、原料樹脂は吸着剤を捲回するように繊維状に形成され易い。これにより、第1繊維1Fによりその周囲が捲回された吸着剤粒子4(以下、捲回粒子4cと称す)が生成する。捲回粒子4cは、第1繊維1Fによって、例えば螺旋状に1周以上捲回されている。このとき、原料樹脂が吸着剤を十分に捲回できないまま繊維状に形成されると、第1繊維1Fと吸着剤粒子4とが点接着するようにそれぞれ成形される。これにより、その表面が第1繊維1Fと点接着する吸着剤粒子4(以下、点接着粒子4bと称す)が生成する。点接着粒子4bは、複数の第1繊維1Fと点接着し得る。   When the mixed liquid 22 containing the adsorbent and the raw material resin is released, if the adsorbent is released while wrapping the raw material resin of the first fiber 1F, the adsorbent that has wrapped the raw material resin of the first fiber 1F becomes particles. It tends to become a shape. Accordingly, the first fiber 1F is formed in a state that penetrates the adsorbent particles 4. Thereby, the adsorbent particle 4 (penetrating particle 4a) penetrated by the first fiber 1F is generated. In the penetrating particle 4a, it does not matter which part inside the first adsorbent particle 4 passes through the first fiber 1F. Further, when the adsorbent and the raw material resin of the first fiber 1F are released so as to be close to each other, the adsorbent becomes particulate and the raw resin is easily formed into a fiber shape so as to wind the adsorbent. As a result, adsorbent particles 4 wound around the first fibers 1F (hereinafter referred to as wound particles 4c) are generated. The wound particles 4c are wound, for example, spirally or more by the first fiber 1F. At this time, when the raw material resin is formed into a fiber shape without sufficiently winding the adsorbent, the first fiber 1F and the adsorbent particles 4 are respectively molded so as to be point-bonded. As a result, adsorbent particles 4 (hereinafter referred to as point-adhesive particles 4 b) whose surface adheres to the first fibers 1 F are generated. The point bonding particles 4b can be point bonded to the plurality of first fibers 1F.

貫通粒子4a、点接着粒子4bおよび捲回粒子4cの生成割合は、例えば、混合液22における吸着剤の濃度、吸着剤の混合液22中での形態(分散しているか、溶解しているか)、分散している吸着剤粒子と溶解している吸着剤との質量割合、放出口の大きさ、印加電圧、吐出圧力等を調整することにより、制御される。貫通粒子4aの生成割合を捲回粒子4cよりも多くする場合、例えば、混合液22における吸着剤の濃度を、原料樹脂の濃度の0.8〜2倍にすればよい。捲回粒子4cの生成割合を点接着粒子4bよりも多くする場合、例えば、混合液22における吸着剤の濃度を、原料樹脂の濃度よりも低く(例えば、吸着剤の濃度を、原料樹脂の濃度の0.1〜0.3倍にする)にすればよい。   The generation ratio of the penetrating particles 4a, the point adhesion particles 4b, and the wound particles 4c is, for example, the concentration of the adsorbent in the mixed liquid 22, the form of the adsorbent in the mixed liquid 22 (whether dispersed or dissolved). It is controlled by adjusting the mass ratio between the dispersed adsorbent particles and the dissolved adsorbent, the size of the discharge port, the applied voltage, the discharge pressure, and the like. When making the production | generation ratio of the penetration particle | grains 4a larger than the wound particle | grains 4c, what is necessary is just to make the density | concentration of the adsorbent in the liquid mixture 22 into 0.8-2 times the density | concentration of raw material resin, for example. When the generation ratio of the wound particles 4c is larger than that of the point adhesion particles 4b, for example, the concentration of the adsorbent in the mixed liquid 22 is lower than the concentration of the raw resin (for example, the concentration of the adsorbent is the concentration of the raw resin). To 0.1 to 0.3 times as large as the above.

吸着剤粒子4の付着量は特に限定されないが、吸着性能および圧力損失の観点から、0.1〜30g/mが好ましく、0.5〜20g/mがより好ましく、1〜10g/mが特に好ましい。吸着剤粒子4の平均粒径は特に限定されず、例えば、0.1μm以上、100μm以下であり、好ましくは1μm以上、20μm以下であり、より好ましくは1μm以上、10μm以下である。平均粒径は、吸着剤粒子4を有する繊維層1を一方の主面の法線方向から見たときの、10個の吸着剤粒子4の最大径の平均値である。 Although the adhering amount of the adsorbent particles 4 is not particularly limited, 0.1 to 30 g / m 2 is preferable, 0.5 to 20 g / m 2 is more preferable, and 1 to 10 g / m 2 is preferable from the viewpoint of adsorption performance and pressure loss. 2 is particularly preferred. The average particle diameter of the adsorbent particles 4 is not particularly limited, and is, for example, 0.1 μm or more and 100 μm or less, preferably 1 μm or more and 20 μm or less, more preferably 1 μm or more and 10 μm or less. The average particle diameter is an average value of the maximum diameters of ten adsorbent particles 4 when the fiber layer 1 having the adsorbent particles 4 is viewed from the normal direction of one main surface.

繊維構造体10は、例えば、蛇腹状にプリーツ加工されて、濾材として空気清浄機に配置される。この場合、集塵効率の点で、繊維構造体10は、第2多孔質シート3が大気の吸気口側に位置するように、吸気口と排気口との間に配置されることが好ましい。大きなダストを先に第2多孔質シート3に捕捉させ、次いで、より細かなダストを繊維層1に捕捉させることにより、集塵効率が高まる。   The fiber structure 10 is pleated in a bellows shape, for example, and placed in an air cleaner as a filter medium. In this case, in terms of dust collection efficiency, the fiber structure 10 is preferably disposed between the air inlet and the air outlet so that the second porous sheet 3 is located on the air inlet side. The large dust is first captured by the second porous sheet 3, and then the finer dust is captured by the fiber layer 1, thereby increasing the dust collection efficiency.

本発明の繊維構造体の製造方法は、生産性が高く、低コストで実施可能であるため、空気清浄機、あるいは空調機の濾材、電池用の分離シート、燃料電池用のメンブレン、妊娠検査シート等の体外検査シート、細胞培養用等の医療用シート、防塵マスク等の防塵布や防塵服、化粧用シート、塵を拭き取る拭取シート等として、好適である。   The method for producing a fiber structure of the present invention is highly productive and can be carried out at a low cost. Therefore, the filter medium of an air purifier or an air conditioner, a separation sheet for a battery, a membrane for a fuel cell, a pregnancy test sheet It is suitable as an in-vitro inspection sheet such as a cell culture, a medical sheet for cell culture, a dust-proof cloth such as a dust-proof mask, a dust-proof clothing, a cosmetic sheet, and a wiping sheet for wiping off dust.

10:繊維構造体
1:繊維層
1F:第1繊維
2:第1多孔質シート
3:第2多孔質シート
4:吸着剤粒子
4a:貫通粒子
4b:点接着粒子
4c:捲回粒子
200:製造システム
201:第1多孔質シート供給ユニット
202:電界紡糸ユニット
203:第2多孔質シート積層ユニット
204:回収ユニット
11:搬送ローラ
12:第1供給リール
13:モータ
21:搬送コンベア
22:混合液
23:放出体
24:第1支持体
25:第2支持体
26:電圧印加装置
27:対電極
28:ポンプ
29:混合液タンク
31:搬送ローラ
32:第2供給リール
33、33a、33b:加圧ローラ
41:ローラ
42:回収リール
43:モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Fiber structure 1: Fiber layer 1F: 1st fiber 2: 1st porous sheet 3: 2nd porous sheet 4: Adsorbent particle 4a: Penetrating particle 4b: Point adhesion particle 4c: Winding particle 200: Manufacture System 201: 1st porous sheet supply unit 202: Electrospinning unit 203: 2nd porous sheet lamination | stacking unit 204: Collection | recovery unit 11: Conveyance roller 12: 1st supply reel 13: Motor 21: Conveyor 22: Mixed liquid 23 : Emitter 24: First support 25: Second support 26: Voltage application device 27: Counter electrode 28: Pump 29: Liquid mixture tank 31: Transport roller 32: Second supply reel 33, 33 a, 33 b: Pressurization Roller 41: Roller 42: Collection reel 43: Motor

Claims (3)

繊維の原料樹脂と、吸着剤と、前記原料樹脂を溶解し、かつ、前記吸着剤を溶解あるいは分散させる液状物と、を含む混合液、および、第1多孔質シートを準備する準備工程と、
前記混合液を噴射して、前記繊維を生成させるとともに、前記第1多孔質シートの一方の表面に堆積させて、繊維層を形成する第1積層工程と、
前記繊維層に第2多孔質シートを積層する第2積層工程と、を具備し、
前記第1積層工程で、粒子状の前記吸着剤を前記繊維に担持させる、繊維構造体の製造方法。
A mixed solution containing a fiber raw resin, an adsorbent, and a liquid that dissolves the raw resin and dissolves or disperses the adsorbent, and a preparation step of preparing a first porous sheet;
A first laminating step of injecting the mixed liquid to form the fibers and depositing the fibers on one surface of the first porous sheet to form a fiber layer;
A second lamination step of laminating a second porous sheet on the fiber layer,
The manufacturing method of the fiber structure which makes the said fiber adsorbent carry | support the said adsorbent at the said 1st lamination process.
前記繊維の平均繊維径が3μm以下である、請求項1に記載の繊維構造体の製造方法。   The manufacturing method of the fiber structure of Claim 1 whose average fiber diameter of the said fiber is 3 micrometers or less. 前記第1積層工程が、電界紡糸法により行われる、請求項1または2に記載の繊維構造体の製造方法。   The method for producing a fiber structure according to claim 1 or 2, wherein the first lamination step is performed by an electrospinning method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020125556A (en) * 2019-02-05 2020-08-20 日本バイリーン株式会社 Nonwoven fabric and composite film with nonwoven fabric as support
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