JP2023142116A - Fiber sheet and manufacturing method thereof - Google Patents

Fiber sheet and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2023142116A
JP2023142116A JP2022048816A JP2022048816A JP2023142116A JP 2023142116 A JP2023142116 A JP 2023142116A JP 2022048816 A JP2022048816 A JP 2022048816A JP 2022048816 A JP2022048816 A JP 2022048816A JP 2023142116 A JP2023142116 A JP 2023142116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber sheet
vinylidene fluoride
fiber
nanofibers
porous layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022048816A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真裕美 田辺
Mayumi Tanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JNC Corp
JNC Fibers Corp
Original Assignee
JNC Corp
JNC Fibers Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JNC Corp, JNC Fibers Corp filed Critical JNC Corp
Priority to JP2022048816A priority Critical patent/JP2023142116A/en
Publication of JP2023142116A publication Critical patent/JP2023142116A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide a fiber sheet, which suppresses fuzz and delamination between fiber sheets without deteriorating inherent properties of a nanofiber and has excellent adhesion with other material, at high productivity and excellent operability.SOLUTION: A fiber sheet includes nanofibers having average fiber diameter of 20 to 1000 nm. The nanofiber includes mixture of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride-based copolymer having melting point of 150°C or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ナノ繊維を含む繊維シートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber sheet containing nanofibers and a method for producing the same.

近年、数~数百ナノメートル(nm)の直径を有する極細繊維、いわゆるナノ繊維が注目されている。ナノ繊維は、それ自体の比表面積が大きいこと、ナノ繊維を含む繊維シートにおいて繊維間空隙が小さく、空隙径分布が均一であり、空隙率が大きいなどの特徴を有することから、フィルター用濾材や吸音材、マスク、防水透湿膜、二次電池用セパレータ、センサー材、細胞培養基材などへの応用が期待されている。中でも、ポリフッ化ビニリデン系重合体からなるナノ繊維は、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、ナノ繊維への加工性などの各種特性に優れることから、広範な分野への応用が可能である。 In recent years, ultrafine fibers having a diameter of several to several hundred nanometers (nm), so-called nanofibers, have attracted attention. Nanofibers have characteristics such as their large specific surface area, small interfiber voids, uniform pore size distribution, and high porosity in fiber sheets containing nanofibers, so they are used as filter media for filters. It is expected to be applied to sound-absorbing materials, masks, waterproof and moisture-permeable membranes, separators for secondary batteries, sensor materials, cell culture substrates, etc. Among them, nanofibers made of polyvinylidene fluoride polymers have excellent properties such as mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, and processability into nanofibers, so they can be applied to a wide range of fields. .

ナノ繊維を製造する方法として、静電紡糸法が知られている。一般的な静電紡糸法では、ポリマーを溶解させた紡糸溶液を金属製の紡糸ノズルとともに高電圧で帯電させ、接地した捕集電極表面に向けて、紡糸ノズルの先端から溶液を吐出させて、液滴を形成させる。液滴は、紡糸ノズルの先端での強力な静電力によって捕集電極表面に引き寄せられ、紡糸溶液がジェットとして飛翔し、溶媒の揮発を伴いながら細化し、直径が数~数百nmのナノ繊維が捕集されて、不織布状の繊維シートを形成する。静電紡糸法によれば、広範な材料をナノ繊維化可能であり、かつ繊維の極細化および均一化が可能となる。しかしながら、得られるナノ繊維の直径が小さく、繊維1本あたりの力学強度が低いために、ナノ繊維を含む繊維シートの表面は製品への加工装置と接触した際の摩擦力により、単糸切れや不織布の破れを生じる他、ナノ繊維シートの剛性が低いために加工性を低下させてしまうという問題がある。 Electrostatic spinning is known as a method for producing nanofibers. In the general electrostatic spinning method, a spinning solution in which a polymer is dissolved is charged with a high voltage together with a metal spinning nozzle, and the solution is discharged from the tip of the spinning nozzle toward the surface of a grounded collection electrode. Form droplets. The droplets are attracted to the collection electrode surface by a strong electrostatic force at the tip of the spinning nozzle, and the spinning solution flies as a jet, becoming thinner as the solvent evaporates, forming nanofibers with a diameter of several to several hundred nm. is collected to form a non-woven fibrous sheet. According to the electrostatic spinning method, a wide range of materials can be made into nanofibers, and fibers can be made extremely fine and uniform. However, because the diameter of the obtained nanofibers is small and the mechanical strength per fiber is low, the surface of the fiber sheet containing nanofibers is prone to single fiber breakage and In addition to causing tearing of the nonwoven fabric, there is a problem in that the nanofiber sheet has low rigidity, which reduces processability.

これらの問題に対して、ナノ繊維シートを、強度や剛性に優れる多孔層と積層一体化する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、「静電紡糸法により製造された不織布と通気性シートとが接着剤により接着一体化した積層体であり、前記不織布の厚さ方向における、前記接着剤の不織布片表面からのしみ込み深さが不織布の厚さの40%以下である積層体」が開示されている。しかしながら、このような積層体は、層間の接着力は向上するものの、接着剤が繊維間空隙に染み込み細孔を閉塞させてしまうため、ナノ繊維本来の特性を十分に発揮させるには至らなかった。また、接着剤の成分が繊維素材に影響を及ぼす他、液中や大気中に溶出して環境を汚染してしまうという問題がある。さらに、静電紡糸法により製造された不織布と通気性シートとを接着剤で一体化する工程を含むため、安定した操業性が得られない他、十分な生産性が得られないという問題がある。 In order to solve these problems, a method has been proposed in which a nanofiber sheet is laminated and integrated with a porous layer having excellent strength and rigidity (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 states, ``It is a laminate in which a nonwoven fabric manufactured by an electrostatic spinning method and a breathable sheet are bonded together with an adhesive, and in the thickness direction of the nonwoven fabric, from the surface of the nonwoven fabric piece of the adhesive. A laminate in which the penetration depth is 40% or less of the thickness of the nonwoven fabric is disclosed. However, although this type of laminate improves the adhesive strength between the layers, the adhesive seeps into the interfiber voids and blocks the pores, so the inherent properties of nanofibers cannot be fully demonstrated. . Further, there is a problem that the components of the adhesive not only affect the fiber material but also elute into the liquid or the atmosphere, polluting the environment. Furthermore, since it involves the process of integrating the nonwoven fabric produced by electrostatic spinning with the breathable sheet using an adhesive, there are problems in that stable operability and sufficient productivity cannot be achieved. .

また、本出願人は先に、「フッ化ビニリデンを主体とするポリフッ化ビニリデン系共重合体を、電界紡糸法で紡糸し、紡糸された繊維を捕集して得られる繊維シートであって、該繊維シートを構成する繊維の平均繊維径が20nm以上、1000nm未満であり、該繊維シートのDSC測定における融解温度が155℃以上であり、融解熱量が45J/g以下である、繊維シート」を提案した(特許文献2)。この方法によれば、経時変化や製品へ成形する際の加温によって著しく収縮することなく良好に他素材と一体化することができるが、製品への加工時に、繊維シートがロールなどと接触した際に少なからず毛羽立ちが生じ、特性が低下しやすいものであった。また、静電紡糸法の量産化では、紡糸ノズルを製造ラインの流れ方向に多列化することで生産性を向上させる試みがあるが(例えば、特許文献3)、このように製造された繊維シートは紡糸ノズルの列数に応じて多層化して層間剥離が生じやすくなり、製品への加工時に特性が低下しやすくなる。このように、特許文献2および3の方法では、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離の問題に対しては改善の余地がある。 In addition, the present applicant has previously described a ``fiber sheet obtained by spinning a polyvinylidene fluoride-based copolymer mainly composed of vinylidene fluoride by an electrospinning method and collecting the spun fibers, A fiber sheet in which the fibers constituting the fiber sheet have an average fiber diameter of 20 nm or more and less than 1000 nm, a melting temperature of the fiber sheet in DSC measurement of 155 ° C. or more, and a heat of fusion of 45 J/g or less. (Patent Document 2). According to this method, the fiber sheet can be well integrated with other materials without shrinking significantly due to changes over time or heating during molding into products. In some cases, a considerable amount of fluffing occurred, and the properties tended to deteriorate. Furthermore, in the mass production of electrostatic spinning, there have been attempts to improve productivity by arranging spinning nozzles in multiple rows in the flow direction of the production line (for example, Patent Document 3); The sheet becomes multi-layered depending on the number of rows of spinning nozzles, and delamination is likely to occur, and properties are likely to deteriorate during processing into products. As described above, in the methods of Patent Documents 2 and 3, there is room for improvement with respect to the problems of fluffing and delamination between fiber sheets.

特開2007-30175号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-30175 特開2015-45114号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-45114 特開2007-224458号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-224458

本発明は、上記のような問題を解決し、ナノ繊維本来の特性を損なうことなく、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性に優れた繊維シートを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a fiber sheet that suppresses fuzzing and delamination between fiber sheets without impairing the inherent properties of nanofibers, and has excellent adhesion to other materials. With the goal.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、ナノ繊維を含む繊維シートにおいて、該ナノ繊維が、フッ化ビニリデン重合体と、特定のフッ化ビニリデン系共重合体の混合物を含むことによって、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has made extensive studies in order to solve the above problems. As a result, it has been found that the above problem can be solved by containing a mixture of a vinylidene fluoride polymer and a specific vinylidene fluoride copolymer in a fiber sheet containing nanofibers, and the present invention I was able to complete it.

すなわち、本発明は以下の構成を有する。
[1]平均繊維径が20~1000nmであるナノ繊維を含む繊維シートであって、前記ナノ繊維が、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体との混合物を含む、繊維シート。
[2]前記フッ化ビニリデン重合体と前記フッ化ビニリデン系共重合体との混合割合(重量比)が50:50~95:5である、[1]に記載の繊維シート。
[3]前記繊維シートが2層以上の積層体である、[1]または[2]に記載の繊維シート。
[4]フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体とを含む紡糸溶液を静電紡糸する、[1]~[3]のいずれかに記載の繊維シートの製造方法。
[5][4]に記載の方法で得られた繊維シートを、さらに循環熱風または輻射熱で熱処理する、繊維シートの製造方法。
[6][1]~[3]のいずれかに記載の繊維シートと多孔層とが積層された、繊維シート複合体。
[7][6]に記載の繊維シート複合体を含むフィルター用濾材。
That is, the present invention has the following configuration.
[1] A fiber sheet containing nanofibers having an average fiber diameter of 20 to 1000 nm, the nanofibers being a mixture of a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150° C. or less. including fiber sheets.
[2] The fiber sheet according to [1], wherein the mixing ratio (weight ratio) of the vinylidene fluoride polymer and the vinylidene fluoride copolymer is 50:50 to 95:5.
[3] The fiber sheet according to [1] or [2], wherein the fiber sheet is a laminate of two or more layers.
[4] The fiber sheet according to any one of [1] to [3], wherein a spinning solution containing a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150° C. or less is electrospun. Production method.
[5] A method for producing a fiber sheet, which further heat-treats the fiber sheet obtained by the method described in [4] with circulating hot air or radiant heat.
[6] A fiber sheet composite in which the fiber sheet according to any one of [1] to [3] and a porous layer are laminated.
[7] A filter medium comprising the fiber sheet composite according to [6].

本発明の繊維シートはナノ繊維本来の特性を損なうことなく、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が生じにくく、耐加工性に優れる。また、該繊維シートと他素材の密着性に優れるため、多孔層と積層して繊維シート複合体とする際に、接着加工やカレンダー加工などの一体化工程を経ることなく高い生産性と良好な操業性で繊維シート複合体を提供することができる。 The fiber sheet of the present invention does not impair the inherent properties of nanofibers, is less prone to fluffing and delamination between fiber sheets, and has excellent processing resistance. In addition, because the fiber sheet has excellent adhesion to other materials, it can be laminated with a porous layer to form a fiber sheet composite, achieving high productivity and good results without having to go through integration processes such as adhesion or calendaring. A fiber sheet composite can be provided with ease of operation.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

本発明の繊維シートは、平均繊維径が20~1000nmであるナノ繊維を含む繊維シートであって、前記ナノ繊維が、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体との混合物を含むことを特徴としている。このような構成とすることによって、ナノ繊維本来の特性を損なうことなく、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性に優れた繊維シートを、高い生産性と良好な操業性で得ることが可能となる。 The fiber sheet of the present invention is a fiber sheet containing nanofibers having an average fiber diameter of 20 to 1000 nm, the nanofibers comprising a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150°C or less. It is characterized by containing a mixture with coalescence. This structure suppresses fuzzing and delamination between fiber sheets without impairing the original properties of nanofibers, and allows fiber sheets with excellent adhesion to other materials to be produced with high productivity and good performance. It becomes possible to obtain it through operability.

<ナノ繊維>
本発明の繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は、20~1000nmであり、30~600nmであることが好ましく、50~300nmであることがさらに好ましい。ナノ繊維の平均繊維径が1000nm以下であれば、比表面積が大きくなり、優れたフィルター性能を有するといったナノ繊維由来の特徴が発揮されやすくなり、20nm以上であれば満足できる単糸強力となり、製品への加工時にナノ繊維の破断や毛羽立ちなどを抑制できる。
<Nano fiber>
The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet of the present invention is 20 to 1000 nm, preferably 30 to 600 nm, and more preferably 50 to 300 nm. If the average fiber diameter of nanofibers is 1000 nm or less, the specific surface area becomes large and the characteristics derived from nanofibers, such as excellent filter performance, are more likely to be exhibited. It can suppress breakage and fuzzing of nanofibers during processing.

本発明の繊維シートを構成するナノ繊維は、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体の混合物を含んでいる。このような構成とすることによって、耐薬品性や耐熱性などの耐久性に優れ、細く均一な繊維を形成できるというフッ化ビニリデン重合体の特徴と、柔軟であり、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性に優れるというフッ化ビニリデン系共重合体の特徴を兼ね備えることが可能になると考えられる。ここで、フッ化ビニリデン重合体とは、実質的にフッ化ビニリデンモノマーのみから重合された単独重合体を意味する。また、フッ化ビニリデン系共重合体とは、フッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体を意味し、フッ化ビニリデンと、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、またはヘキサフルオロプロピレンなどのフッ素系モノマーとの共重合体を例示できる。中でも、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性を向上させる観点から、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体であることが好ましい。共重合体は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよいが、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性を向上させる観点から、ランダム共重合体であることが好ましい。 The nanofibers constituting the fiber sheet of the present invention contain a mixture of a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150° C. or less. By having this structure, vinylidene fluoride polymer has excellent durability such as chemical resistance and heat resistance, and can form thin and uniform fibers, and is flexible and has no fuzz or interlayer between fiber sheets. It is thought that it will be possible to combine the characteristics of vinylidene fluoride-based copolymers, such as suppressing peeling and having excellent adhesion to other materials. Here, the vinylidene fluoride polymer means a homopolymer polymerized substantially only from vinylidene fluoride monomers. Vinylidene fluoride copolymer means a copolymer of vinylidene fluoride and another monomer, and vinylidene fluoride and a fluorine-based monomer such as trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, or hexafluoropropylene. An example is a copolymer with Among these, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is preferred from the viewpoint of suppressing fuzzing and delamination between fiber sheets and improving adhesion to other materials. The copolymer may be a random copolymer or a block copolymer, but random copolymers are preferred from the viewpoint of suppressing fuzzing and delamination between fiber sheets and improving adhesion with other materials. Preferably, it is a polymer.

本発明におけるフッ化ビニリデン系共重合体の融点は150℃以下であり、135℃以下であることが好ましく、125℃以下であることがさらに好ましい。150℃以下の融点を有するフッ化ビニリデン系共重合体を用いることで、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑制し、他素材との密着性を向上させることが可能となる。150℃以下の融点を有するフッ化ビニリデン系共重合体は、熱や溶媒に対する軟化、溶解性が高いため、繊維シートの製造工程でナノ繊維を集積する際に、完全に固化していないやわらかい状態でナノ繊維間またはナノ繊維と他素材が接触して強固に密着することから、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離を抑え、他素材との密着性を向上させることが可能になると考えられる。また、フッ化ビニリデン系共重合体の融点の下限値は、特に限定されないが、60℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。融点が60℃以上であれば、製品への加工の際に、高温条件で加工してもナノ繊維が溶融しにくくなり、ナノ繊維本来の特性を維持しやすくなる。 The melting point of the vinylidene fluoride copolymer in the present invention is 150°C or lower, preferably 135°C or lower, and more preferably 125°C or lower. By using a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150° C. or lower, it is possible to suppress fluffing and delamination between fiber sheets and improve adhesion to other materials. Vinylidene fluoride copolymers, which have a melting point of 150°C or lower, have high softening and solubility against heat and solvents, so when accumulating nanofibers in the fiber sheet manufacturing process, they can be used in a soft state that is not completely solidified. Since nanofibers or nanofibers and other materials come into contact and form a strong bond, it is thought that it is possible to suppress fuzzing and delamination between fiber sheets and improve adhesion with other materials. The lower limit of the melting point of the vinylidene fluoride copolymer is not particularly limited, but is preferably 60°C or higher, more preferably 80°C or higher, and even more preferably 100°C or higher. If the melting point is 60° C. or higher, the nanofibers will be difficult to melt even if processed at high temperatures during processing into products, and the original properties of the nanofibers will be easily maintained.

本発明の繊維シートを構成するナノ繊維中のフッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体との混合割合(重量比)としては、特に限定されないが、50:50~95:5であることが好ましく、60:40~93:7であることがより好ましく、75:25~92.5:7.5であることがさらに好ましい。ナノ繊維中のフッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体との混合割合(重量比)が50:50以上であれば、耐薬品性や耐熱性などの耐久性に優れ、細く均一な繊維を得やすく、95:5以下であれば、毛羽立ちや層間剥離の抑制、他素材との密着性に優れる。 The mixing ratio (weight ratio) of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer in the nanofibers constituting the fiber sheet of the present invention is not particularly limited, but is 50:50 to 95:5. The ratio is preferably 60:40 to 93:7, even more preferably 75:25 to 92.5:7.5. If the mixing ratio (weight ratio) of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer in the nanofiber is 50:50 or more, it will have excellent durability such as chemical resistance and heat resistance, and will be thin and uniform. It is easy to obtain fibers, and when it is 95:5 or less, it suppresses fluffing and interlayer peeling, and has excellent adhesion to other materials.

ナノ繊維の構成成分であるフッ化ビニリデン重合体およびフッ化ビニリデン系共重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、100,000~1,000,000であることが好ましく、200,000~800,000であることがより好ましい。重量平均分子量が100,000以上であれば、ナノ繊維の形成性に優れ、1,000,000以下であれば、溶解性や熱可塑性に優れ、加工が容易になる。 The weight average molecular weight of the vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer that are the constituent components of the nanofibers is not particularly limited, but is preferably from 100,000 to 1,000,000, and preferably from 200,000 to More preferably, it is 800,000. If the weight average molecular weight is 100,000 or more, nanofiber formation is excellent, and if it is 1,000,000 or less, it is excellent in solubility and thermoplasticity, and processing becomes easy.

ナノ繊維の構成成分であるフッ化ビニリデン重合体の溶融粘度は、特に限定されないが、ASTM D3835に準拠して測定される、溶融温度232℃、せん断速度100sec-1において、2~60kpoiseであることが好ましく、10~50kpoiseであることがより好ましく、20~40kpoiseであることがさらに好ましい。また、フッ化ビニリデン系共重合体の溶融粘度は、特に限定されないが、ASTM D3835に準拠して測定される、溶融温度232℃、せん断速度100sec-1において、0.5~35kpoiseであることが好ましく、2~30kpoiseであることがより好ましく、5~20kpoiseであることがさらに好ましい。 The melt viscosity of the vinylidene fluoride polymer, which is a component of the nanofibers, is not particularly limited, but it should be 2 to 60 kpoise at a melting temperature of 232 ° C. and a shear rate of 100 sec -1 , as measured in accordance with ASTM D3835. is preferable, 10 to 50 kpoise is more preferable, and even more preferably 20 to 40 kpoise. Furthermore, the melt viscosity of the vinylidene fluoride copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 35 kpoise at a melting temperature of 232°C and a shear rate of 100 sec -1 , as measured in accordance with ASTM D3835. It is preferably 2 to 30 kpoise, more preferably 5 to 20 kpoise.

ナノ繊維は、特に限定されないが、導電付与剤を含んでもよい。ナノ繊維が導電付与剤を含むことで、ナノ繊維が極細化し、ビーズと呼ばれる数珠状物の発生を抑え均質なナノ繊維を得ることができ、ナノ繊維本来の特性は発揮しやすくなる。さらに、後述する静電紡糸過程での高電圧によってコレクター方向に強く引き付けられて緻密に捕集されるため、ナノ繊維同士またはナノ繊維と他素材との密着性が向上し、毛羽立ちや層間剥離を抑制することができる。導電付与剤は、例えば、ドデシル硫酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤、臭化テトラブチルアンモニウムなどの陽イオン界面活性剤、または有機もしくは無機の塩を挙げることが出来る。導電付与剤の濃度は、ナノ繊維の重量に対して、0.1~10重量%であれば、使用に見合う効果が得られる。 The nanofibers may include, but are not limited to, a conductivity imparting agent. When the nanofibers contain a conductivity imparting agent, the nanofibers become extremely fine and the generation of bead-like objects is suppressed, making it possible to obtain homogeneous nanofibers and making it easier to exhibit the original properties of the nanofibers. Furthermore, because the high voltage during the electrostatic spinning process (described later) causes the nanofibers to be strongly attracted toward the collector and collected tightly, the adhesion between nanofibers or between nanofibers and other materials improves, preventing fuzzing and delamination. Can be suppressed. Examples of the conductivity imparting agent include anionic surfactants such as sodium dodecyl sulfate, cationic surfactants such as tetrabutylammonium bromide, and organic or inorganic salts. If the concentration of the conductivity imparting agent is 0.1 to 10% by weight based on the weight of the nanofibers, an effect commensurate with its use can be obtained.

ナノ繊維は、特に限定されないが、撥水剤が付与されていてもよい。撥水剤が付与されることで、ナノ繊維の撥水性が向上し、吸水や吸湿による特性低下を抑制し、長期間にわたってナノ繊維由来の特性を維持することができる。通常、ナノ繊維に撥水剤を付与すると、毛羽立ちや層間剥離が生じやすくなったり、他素材との密着性が低下したりするが、本発明に用いるナノ繊維は、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体の混合物を含んでいるため、撥水剤を付与しても、良好な耐毛羽立ち性や耐剥離性を備えることができる。撥水剤としては、ナノ繊維に撥水性を付与できるものであれば、特に限定されず、フッ素基含有オリゴマー、フッ素基含有ポリマー、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤、パーフルオロアルケニル基を有するフッ素系界面活性剤、シリコーンオリゴマー、シリコーンポリマー、シリコン系シラン化合物、フッ素系シラン化合物、フッ素含有かご型シルセスキオキサン、フッ素変性ポリウレタン、またはシリコン変性ポリウレタンを例示できる。中でも、フッ素基含有ポリマー、フッ素含有かご型シルセスキオキサンまたはフッ素変性ポリウレタンなどのフッ素を含む撥水剤を用いることが、撥水性、作業性、価格の観点から好ましい。撥水剤の濃度は、特に限定されないが、ナノ繊維に対して、0.1~20重量%であることが好ましく、1~15重量%であることがより好ましい。撥水剤の濃度が0.1重量%以上であれば、ナノ繊維に撥水性を付与することができ、20重量%以下であれば、使用量に見合う効果の向上が得られる。撥水剤の付与状態としては、特に限定されず、ナノ繊維中に混合されていても、ナノ繊維表面にコーティングされていてもよい。また、撥水剤の付与方法としては、特に限定されず、紡糸溶液中に撥水剤を分散または溶解させて紡糸する方法であっても、ナノ繊維を得た後に、浸漬法やスプレーコーティング法などの公知の装置・方法を用いて付与してもよい。 Nanofibers are not particularly limited, but may be provided with a water repellent. By adding a water repellent, the water repellency of the nanofibers is improved, the deterioration of properties due to water absorption and moisture absorption is suppressed, and the properties derived from the nanofibers can be maintained for a long period of time. Normally, when a water repellent is applied to nanofibers, fluffing and delamination tend to occur, and adhesion with other materials decreases, but the nanofibers used in the present invention are made of vinylidene fluoride polymer, Since it contains a mixture of vinylidene fluoride copolymers with a melting point of 150° C. or less, it can provide good fuzz resistance and peeling resistance even if a water repellent is applied. The water repellent is not particularly limited as long as it can impart water repellency to nanofibers, and examples include fluorine group-containing oligomers, fluorine group-containing polymers, fluorine-based surfactants having perfluoroalkyl groups, and perfluoroalkenyl groups. Examples include fluorine-based surfactants, silicone oligomers, silicone polymers, silicone-based silane compounds, fluorine-based silane compounds, fluorine-containing cage-type silsesquioxanes, fluorine-modified polyurethanes, and silicone-modified polyurethanes. Among these, it is preferable to use a water repellent containing fluorine, such as a fluorine group-containing polymer, a fluorine-containing cage-type silsesquioxane, or a fluorine-modified polyurethane, from the viewpoints of water repellency, workability, and cost. The concentration of the water repellent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, based on the nanofibers. If the concentration of the water repellent is 0.1% by weight or more, water repellency can be imparted to the nanofibers, and if it is 20% by weight or less, an improvement in effect commensurate with the amount used can be obtained. The state in which the water repellent is applied is not particularly limited, and may be mixed into the nanofibers or coated on the surface of the nanofibers. The method of applying the water repellent agent is not particularly limited, and even if it is a method of dispersing or dissolving the water repellent agent in a spinning solution and spinning it, dipping method or spray coating method can be used after obtaining the nanofibers. It may be applied using a known device/method such as.

ナノ繊維は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、他の成分が含まれていてもよく、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ナイロン6、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、セルロース、酢酸セルロース、コラーゲン、グルコマンナン誘導体、キチン、キトサン、ポリリジン、ポリアミド酸、ポリイミド、またはポリビニルホルマールなどの高分子成分、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、チタン酸バリウム、またはハイドロキシアパタイトなどの金属酸化物成分、親水材、耐候剤、安定剤などを含んでいてもよい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。他の成分の濃度は、特に限定されず、ナノ繊維に対して、0.1~20重量%であってもよい。 Nanofibers may contain other components as long as they do not impair the effects of the present invention, such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, polyethylene, polypropylene, cyclic Polyolefin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, nylon 6, nylon 6,6, aromatic polyamide, polyurethane, polycarbonate, polystyrene, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile , polymethyl methacrylate, cellulose, cellulose acetate, collagen, glucomannan derivatives, chitin, chitosan, polylysine, polyamic acid, polyimide, or polymeric components such as polyvinyl formal, silica, alumina, titania, zirconia, yttrium-stabilized zirconia, It may contain a metal oxide component such as barium titanate or hydroxyapatite, a hydrophilic material, a weathering agent, a stabilizer, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The concentration of other components is not particularly limited, and may be 0.1 to 20% by weight based on the nanofibers.

<繊維シート>
本発明の繊維シートは、上述したナノ繊維を含んでいることから、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が抑制され、他素材との密着性に優れたものとなる。
<Fiber sheet>
Since the fiber sheet of the present invention contains the above-mentioned nanofibers, fluffing and delamination between the fiber sheets are suppressed, and the fiber sheet has excellent adhesion to other materials.

繊維シートは、上述したナノ繊維を含んでいればよく、その目付は限定されるものではないが、ナノ繊維の特性を発揮しやすくするために、0.01~20g/mであることが好ましく、0.1~5g/mであることがより好ましく、0.2~3g/mであることがさらに好ましい。また、ナノ繊維シートの厚みも特に限定されず、0.5~100μmであることが好ましく、1~50μmであることがより好ましく、2~30μmであることがさらに好ましい。 The fiber sheet only needs to contain the above-mentioned nanofibers, and its basis weight is not limited, but it is preferably 0.01 to 20 g/m 2 in order to easily exhibit the characteristics of nanofibers. The amount is preferably 0.1 to 5 g/m 2 , more preferably 0.2 to 3 g/m 2 . The thickness of the nanofiber sheet is also not particularly limited, and is preferably 0.5 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and even more preferably 2 to 30 μm.

繊維シートは、本発明の効果を損なわない範囲で、上述したナノ繊維以外の繊維が積層または混繊されていてもよい。例えば、フッ化ビニリデン重合体のみからなる平均繊維径が10nm~10μmの繊維と、フッ化ビニリデン重合体と融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体との混合物を含み、平均繊維径が20~1000nmのナノ繊維とが、重量比で1:10~10:1で積層または混繊されている繊維シートが挙げられる。 The fiber sheet may be laminated or mixed with fibers other than the above-mentioned nanofibers as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, it includes fibers made only of vinylidene fluoride polymer with an average fiber diameter of 10 nm to 10 μm, and a mixture of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150°C or less. Examples include fiber sheets in which nanofibers of 20 to 1000 nm are laminated or mixed at a weight ratio of 1:10 to 10:1.

本発明の繊維シートは、単層であっても、2層以上の繊維シートが積層されていてもよい。本発明の繊維シートは、繊維シート間が層間剥離しにくいという効果を奏するため、2層以上に積層されていても、製品への加工時に層間剥離が生じにくく特性が低下しにくくなる。2層以上の繊維シートが積層されている場合、各層が上述したナノ繊維を含んでいれば特に限定されず、各層で同一のナノ繊維を含んでもよく、平均繊維径や構成成分(例えば、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体との混合割合や各種添加剤の種類や含有量など)が異なるナノ繊維を含んでもよい。 The fiber sheet of the present invention may be a single layer or may be a stack of two or more layers of fiber sheets. The fiber sheet of the present invention has the effect that delamination between the fiber sheets is difficult to occur, so even if two or more layers are laminated, delamination is unlikely to occur during processing into a product, and properties are less likely to deteriorate. When two or more layers of fiber sheets are laminated, there is no particular limitation as long as each layer contains the above-mentioned nanofibers, and each layer may contain the same nanofibers, and the average fiber diameter and constituent components (for example, fluorine Nanofibers having different mixing ratios of vinylidene chloride polymer and vinylidene fluoride copolymer, types and contents of various additives, etc.) may be included.

本発明の繊維シートは、多孔層と積層することで、繊維シート複合体とすることができる。繊維シート複合体は、多孔層によって、力学強度、耐摩耗性、加工性、プリーツ特性などの各種特性を繊維シートに付与することができる。また、本発明の繊維シートは他素材との密着性に優れているため、接着加工やカレンダー加工などの一体化工程を経なくても多孔層と一体化することができ、製造工程を簡略化することができる。 The fiber sheet of the present invention can be laminated with a porous layer to form a fiber sheet composite. The fiber sheet composite can impart various properties such as mechanical strength, abrasion resistance, processability, and pleat properties to the fiber sheet by the porous layer. In addition, since the fiber sheet of the present invention has excellent adhesion with other materials, it can be integrated with the porous layer without going through integration processes such as adhesion or calendering, simplifying the manufacturing process. can do.

<多孔層>
本発明の繊維シート複合体に用いる多孔層は、上述したナノ繊維を含んでいないものであれば特に限定されず、織物、編み物、不織布、抄紙、フェルト、ネットまたは微多孔フィルムを例示できるが、加工性や入手しやすさの点から、不織布であることが好ましい。不織布としては、特に限定されず、サーマルボンド不織布、熱カレンダー不織布、スルーエアー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、ケミカルボンド不織布、フラッシュ紡糸不織布、または静電紡糸不織布を例示できる。一般に、ナノ繊維は、繊維径が小さいために単糸あたりの強力が小さく、また、小さい目付で十分な機能を発現するために、製品加工に供される繊維シートの目付は低く、シート強力が小さいという特徴があり、これは製品に加工する際の加工性低下に繋がっていた。係る観点から、繊維シートの力学強度の低さを、多孔層の力学強度で補うことが好ましく、多孔層を構成する繊維の平均繊維径は1~100μmであり、3~50μmであることが好ましく、5~40μmであることがより好ましい。平均繊維径が1μm以上であれば、繊維シートの強度や剛性不足を補い、製品への加工性に優れる積層体が得られ、100μm以下であれば、多孔層と繊維シートとの接触面積が増加することによって、耐剥離性が向上する。
<Porous layer>
The porous layer used in the fiber sheet composite of the present invention is not particularly limited as long as it does not contain the above-mentioned nanofibers, and examples thereof include woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics, papermaking, felt, nets, and microporous films. From the viewpoint of processability and availability, nonwoven fabric is preferred. Examples of nonwoven fabrics include, but are not limited to, thermal bond nonwoven fabrics, thermal calendar nonwoven fabrics, through-air nonwoven fabrics, airlaid nonwoven fabrics, spunlace nonwoven fabrics, needle punched nonwoven fabrics, wet-laid nonwoven fabrics, spunbond nonwoven fabrics, melt blown nonwoven fabrics, chemical bond nonwoven fabrics, flash spun nonwoven fabrics, Alternatively, electrospun nonwoven fabric can be exemplified. In general, nanofibers have a small fiber diameter, so the strength per single yarn is low.Also, in order to express sufficient functionality with a small fabric weight, the fabric weight of the fiber sheet used for product processing is low, and the sheet strength is low. It has the characteristic of being small, which leads to a decrease in workability when processing it into products. From this point of view, it is preferable to compensate for the low mechanical strength of the fiber sheet with the mechanical strength of the porous layer, and the average fiber diameter of the fibers constituting the porous layer is 1 to 100 μm, preferably 3 to 50 μm. , more preferably 5 to 40 μm. If the average fiber diameter is 1 μm or more, it will compensate for the lack of strength and rigidity of the fiber sheet, and a laminate with excellent processability into products will be obtained, and if it is 100 μm or less, the contact area between the porous layer and the fiber sheet will increase. By doing so, peeling resistance is improved.

多孔層を構成する成分としては、特に限定されず、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ナイロン6やナイロン6,6などのポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルロールや酢酸セルロースなどのセルロース系素材を例示できる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。この中でも、繊維シート複合体に機械的特性や剛性を付与し、製品への加工性を向上させる観点から、多孔層を構成する成分としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂またはセルロース系素材を30重量%以上含むことが好ましく、50重量%以上含むことがより好ましい。また、加工性や入手しやすさから、ポリオレフィン系樹脂としてはポリエチレンまたはポリプロピレンであることが好ましく、ポリエステル系樹脂としてはポリエチレンテレフタレートであることが好ましく、セルロース系素材としてはセルロースであることが好ましい。 The components constituting the porous layer are not particularly limited, and include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polylactic acid, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 6,6, and polyurethane resins. Examples include fluororesins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyethersulfone, and cellulose materials such as cellulose and cellulose acetate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of imparting mechanical properties and rigidity to the fiber sheet composite and improving processability into products, polyolefin resins, polyester resins, or cellulose materials are used as components constituting the porous layer. It is preferably contained in an amount of 50% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. Further, from the viewpoint of processability and availability, the polyolefin resin is preferably polyethylene or polypropylene, the polyester resin is preferably polyethylene terephthalate, and the cellulose material is preferably cellulose.

多孔層が不織布である場合、不織布を構成する繊維としては、単成分繊維であっても複合繊維であってもよいが、複合繊維を用いると、熱処理などの後加工によって繊維シートとの密着性を向上させることができるため好ましい。複合繊維としては、複数成分のブレンド、または、同心鞘芯型、偏心鞘芯型、並列型、海島型、もしくは放射状型などの複合形態を有していてもよい。また、融点差がある2種類以上の素材からなる複合繊維としてもよく、高融点成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロン6,6、ポリ-L-乳酸を例示でき、低融点成分としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリ-DL-乳酸、ポリプロピレン共重合体、ポリプロピレンを例示できる。複合繊維の高融点成分と低融点成分の融点差は、特に限定されないが、熱処理の加工温度幅を広くするためには、15℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましい。 When the porous layer is a nonwoven fabric, the fibers constituting the nonwoven fabric may be monocomponent fibers or composite fibers, but when composite fibers are used, the adhesion to the fiber sheet can be improved by post-processing such as heat treatment. This is preferable because it can improve the The composite fiber may be a blend of multiple components, or may have a composite form such as a concentric sheath-core type, an eccentric sheath-core type, a parallel type, an island-in-the-sea type, or a radial type. It may also be a composite fiber made of two or more materials with different melting points, and high melting point components include polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, nylon 6, nylon 6,6, poly-L - Lactic acid is an example, and low-melting point components include low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, polyethylene terephthalate copolymer, poly-DL-lactic acid, polypropylene copolymer, and polypropylene. The melting point difference between the high melting point component and the low melting point component of the composite fiber is not particularly limited, but in order to widen the processing temperature range of heat treatment, it is preferably 15 ° C. or higher, and more preferably 30 ° C. or higher. .

不織布を構成する繊維の断面形状としては、特に限定されず、円形、楕円形、扁平形、半円形、星形、三角形、四角形、五角形、多葉形、アレイ形、T字形、または馬蹄形を例示できるが、繊維シートとの密着性を向上させるという観点から、楕円形、扁平形、または半円形であることが好ましい。楕円形、扁平形、または半円形の断面形状を有する繊維を含む不織布は、例えば、断面形状が楕円形、扁平形、または半円形の繊維をウェブ状にした後、熱や接着剤により接着する方法や、断面形状が円形の繊維から構成される不織布を熱カレンダー加工する方法によって得ることができる。また、本発明の効果を妨げない範囲で、繊維の表面が繊維仕上げ剤で処理されていてもよく、これによって親水性や撥水性、制電性、表面平滑性、耐摩耗性などの機能を付与することができる。また、本発明の効果を損なわない範囲で、繊維径や性状などが異なる複数の繊維が積層されていても、混繊されていてもよい。 The cross-sectional shape of the fibers constituting the nonwoven fabric is not particularly limited, and examples include circular, oval, flat, semicircular, star, triangular, quadrilateral, pentagonal, multilobal, array, T-shape, and horseshoe shape. However, from the viewpoint of improving adhesion with the fiber sheet, it is preferable that the shape be oval, flat, or semicircular. A nonwoven fabric containing fibers having an elliptical, flat, or semicircular cross-sectional shape is obtained by, for example, forming fibers having an oval, flat, or semicircular cross-sectional shape into a web shape, and then bonding the fibers with heat or adhesive. It can be obtained by a method in which a nonwoven fabric composed of fibers having a circular cross-sectional shape is thermally calendered. Furthermore, the surface of the fibers may be treated with a fiber finishing agent to the extent that the effects of the present invention are not impaired. can be granted. Moreover, a plurality of fibers having different fiber diameters and properties may be laminated or mixed within a range that does not impair the effects of the present invention.

多孔層は、本発明の効果を妨げない範囲で、抗菌剤や消臭剤、帯電防止剤、導電材料、蛍光材料、平滑剤、親水剤、撥水剤、酸化防止剤、耐候剤、界面活性剤、電荷安定剤などの添加剤を適宜必要に応じて含有してもよい。 The porous layer may contain antibacterial agents, deodorants, antistatic agents, conductive materials, fluorescent materials, smoothing agents, hydrophilic agents, water repellents, antioxidants, weathering agents, and surfactants within the range that does not impede the effects of the present invention. If necessary, additives such as a charge stabilizer and a charge stabilizer may be contained.

多孔層は、特に限定されないが、エンボス点や賦形といった凹凸形状を有していてもよい。一般的には、エンボス点や賦形といった凹凸形状を有している多孔層は、繊維シートとの接触面積が小さいため、剥離しやすいものであったが、本発明の繊維シートは他素材との密着性に優れることから、エンボス点や賦形といった凹凸形状を有していても一体化しやすくなる。 The porous layer is not particularly limited, but may have an uneven shape such as embossed points or shaping. Generally, a porous layer with uneven shapes such as embossed points or shaping has a small contact area with the fiber sheet, so it easily peels off, but the fiber sheet of the present invention can be easily peeled off from other materials. Because of its excellent adhesion, even if it has uneven shapes such as embossed points or shapes, it can be easily integrated.

多孔層の目付は、特に限定されないが、5~150g/mであることが好ましく、10~105g/mであることがより好ましく、15~85g/mであることがさらに好ましい。多孔層の目付が5g/m以上であれば、繊維シート複合体の剛性を高め、製品への加工性を向上させることができ、150g/m以下であれば、ナノ繊維由来の特性を妨げにくくなる。 The basis weight of the porous layer is not particularly limited, but is preferably from 5 to 150 g/m 2 , more preferably from 10 to 105 g/m 2 , even more preferably from 15 to 85 g/m 2 . If the basis weight of the porous layer is 5 g/m2 or more , it can increase the rigidity of the fiber sheet composite and improve the processability into products, and if it is 150 g/ m2 or less, the properties derived from nanofibers can be improved. It becomes difficult to obstruct.

多孔層の厚みは、特に限定されないが、0.01~1mmであることが好ましく、0.05~0.8mmであることがより好ましい。上記範囲であれば、繊維シート複合体の剛性を高め、製品への加工性を向上させることができる。 The thickness of the porous layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1 mm, more preferably 0.05 to 0.8 mm. Within the above range, the rigidity of the fiber sheet composite can be increased and the processability into products can be improved.

多孔層の比容積は、特に限定されないが、1~10cm/gであることが好ましく、2~8cm/gであることが好ましく、3~6cm/gであることがより好ましい。多孔層の比容積が10cm/g以下であれば満足できる耐剥離性が得られ、1cm/g以上であればナノ繊維由来の特性を妨げにくくなる。 The specific volume of the porous layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 cm 3 /g, preferably 2 to 8 cm 3 /g, and more preferably 3 to 6 cm 3 /g. If the specific volume of the porous layer is 10 cm 3 /g or less, satisfactory peeling resistance can be obtained, and if it is 1 cm 3 /g or more, the properties derived from nanofibers will not be easily disturbed.

<繊維シート複合体>
本発明の繊維シート複合体は、上述した繊維シートと多孔層とが積層されていることから、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が抑制され、また力学強度や剛性に優れるため、製品への加工性が良好なものである。また、接着加工やカレンダー加工などの一体化工程を経なくても、繊維シートと多孔層との密着性に優れているため、高い生産性と良好な操業性で繊維シート複合体を製造することが可能となる。
<Fiber sheet composite>
Since the fiber sheet composite of the present invention has the above-mentioned fiber sheet and porous layer laminated, fluffing and delamination between the fiber sheets are suppressed, and it has excellent mechanical strength and rigidity, so it is easy to process into products. It has good properties. In addition, the fiber sheet and porous layer have excellent adhesion without having to undergo integration processes such as adhesion or calendering, making it possible to manufacture fiber sheet composites with high productivity and good operability. becomes possible.

繊維シート複合体の目付は、特に限定されないが、5~200g/mであることが好ましく、10~150g/mであることがより好ましく、15~120g/mであることがさらに好ましい。繊維シート複合体の目付が5g/m以上であれば、繊維シート複合体の剛性が高まり、製品への加工性を向上させることができ、200g/m以下であれば、例えば、フィルター濾材やマスク、吸音材などとして用いる場合、軽量化することができる。また、繊維シート複合体の厚みは、特に限定されないが、0.01~2mmであることが好ましく、0.05~1.5mmであることがより好ましく、0.06~1mmであることがさらに好ましい。繊維シート複合体の厚みが0.01mm以上であれば、繊維シート複合体の剛性が高まり、製品への加工性を向上させることができ、2mm以下であれば、例えば、フィルター濾材やマスク、吸音材などとして用いる場合、省スペース化することができる。 The basis weight of the fiber sheet composite is not particularly limited, but is preferably from 5 to 200 g/m 2 , more preferably from 10 to 150 g/m 2 , even more preferably from 15 to 120 g/m 2 . If the basis weight of the fiber sheet composite is 5 g/m 2 or more, the rigidity of the fiber sheet composite increases and the processability into products can be improved, and if it is 200 g/m 2 or less, it can be used as a filter material, for example. When used as a mask, sound absorbing material, etc., the weight can be reduced. The thickness of the fiber sheet composite is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 2 mm, more preferably 0.05 to 1.5 mm, and even more preferably 0.06 to 1 mm. preferable. If the thickness of the fiber sheet composite is 0.01 mm or more, the rigidity of the fiber sheet composite increases and the processability into products can be improved, and if it is 2 mm or less, it can be used as a material for filters, masks, sound absorbers, etc. When used as a material, space can be saved.

繊維シート複合体は、本発明の効果を著しく損なわない範囲であれば、制電加工、撥水加工、親水加工、抗菌加工、紫外線吸収加工、近赤外線吸収加工、またはエレクトレット加工などを目的に応じて施されていてもよい。本発明の繊維シート複合体は、十分な力学強度と適度な剛性を有しており、静電加工、撥水加工、親水加工、制菌加工、紫外線吸収加工、近赤外線吸収加工、またはエレクトレット加工などの二次加工性に優れるという効果も奏する。 The fiber sheet composite may be subjected to antistatic finishing, water repellent finishing, hydrophilic finishing, antibacterial finishing, ultraviolet absorption finishing, near-infrared absorption finishing, or electret finishing, depending on the purpose, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. It may also be applied. The fiber sheet composite of the present invention has sufficient mechanical strength and appropriate rigidity, and has been subjected to electrostatic processing, water-repellent processing, hydrophilic processing, antibacterial processing, ultraviolet absorption processing, near-infrared absorption processing, or electret processing. It also has the effect of being excellent in secondary processability, such as.

本発明の繊維シート複合体は、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が抑制され、繊維シートと多孔層との密着性や力学強度に優れ、接着剤などの成分が少ないため、特に限定されないが、高性能のフィルター用濾材として好適に用いることができる。濾過の対象物は特に限定されるものではなく、エアコンやクリーンルームなどで使用されるエアフィルター用濾材であってもよく、排水や塗料、研磨粒子などの濾過に使用される液体フィルター用濾材であってもよい。フィルターの種類も特に限定されるものではなく、平膜型フィルターであってもよく、プリーツ加工したプリーツフィルターであってもよく、円筒状に巻き上げたデプスフィルターであっても何ら問題ない。 The fiber sheet composite of the present invention suppresses fluffing and delamination between the fiber sheets, has excellent adhesion between the fiber sheet and the porous layer and mechanical strength, and contains few components such as adhesives, so it is not particularly limited, but It can be suitably used as a filter medium for high-performance filters. The object to be filtered is not particularly limited, and may be a filter medium for air filters used in air conditioners or clean rooms, or a filter medium for liquid filters used for filtering wastewater, paint, abrasive particles, etc. It's okay. The type of filter is not particularly limited, and may be a flat membrane filter, a pleated filter, or a depth filter rolled up into a cylindrical shape.

繊維シート複合体をエアフィルター用濾材として用いる場合、空気を流速5.3cm/秒で通過させたときの圧力損失が10~1500Paであることが好ましく、20~300Paであることがより好ましく、50~200Paであることがさらに好ましい。圧力損失が10Pa以上であれば十分な捕集効率が得られ、1500Pa以下であれば気体フィルターの通気性が高まり、消費電力の低減やファンへの負荷低減などの効果を奏する。また、粒子径0.1~0.3μm程度の粒子を含む空気を5.3cm/秒で通過させたときの該粒子の捕集効率は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。さらに、QF値(=log(1-捕集効率/100)/圧力損失×1000)は、12以上であることが好ましく、15以上であることがより好ましい。QF値はエアフィルターの捕集性能の大小を示す指標として使用されている値であり、QF値が大きいほど高性能であることを意味する。 When the fiber sheet composite is used as a filter medium for an air filter, the pressure loss when air is passed through at a flow rate of 5.3 cm/sec is preferably 10 to 1500 Pa, more preferably 20 to 300 Pa, and 50 More preferably, the pressure is between 200 Pa and 200 Pa. If the pressure loss is 10 Pa or more, sufficient collection efficiency can be obtained, and if the pressure loss is 1500 Pa or less, the air permeability of the gas filter increases, resulting in effects such as reducing power consumption and reducing the load on the fan. Furthermore, when air containing particles with a particle size of about 0.1 to 0.3 μm is passed through at a speed of 5.3 cm/sec, the collection efficiency of the particles is preferably 80% or more, and 90% or more. It is more preferable that there be. Furthermore, the QF value (=log(1-collection efficiency/100)/pressure loss×1000) is preferably 12 or more, more preferably 15 or more. The QF value is a value used as an index indicating the level of collection performance of an air filter, and the larger the QF value, the higher the performance.

<繊維シートの製造方法>
本発明の繊維シートの製造方法は、特に限定されず、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを含む紡糸溶液から、エアー、遠心力、または静電力などを用いた紡糸方法を例示できるが、中でも静電力を用いた静電紡糸法を用いることが、ナノ繊維の直径を小さくかつ均一にできるため好ましい。
<Method for manufacturing fiber sheet>
The method for producing the fiber sheet of the present invention is not particularly limited, and a spinning method using air, centrifugal force, electrostatic force, etc. is performed from a spinning solution containing a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer. For example, it is preferable to use an electrospinning method using electrostatic force because the diameter of the nanofibers can be made small and uniform.

静電紡糸法とは、紡糸溶液を吐出させるとともに、電界を作用させて、吐出された紡糸溶液を繊維化し、コレクター上に繊維径が非常に小さい繊維を得る方法である。例えば、紡糸溶液をノズルから押し出すとともに電界を作用させて紡糸する方法、紡糸溶液を泡立たせるとともに電界を作用させて紡糸する方法、円筒状電極の表面に紡糸溶液を導くとともに電界を作用させて紡糸する方法を挙げることができる。 The electrostatic spinning method is a method in which a spinning solution is discharged and an electric field is applied to turn the discharged spinning solution into fibers, thereby obtaining fibers with a very small fiber diameter on a collector. For example, methods include spinning by extruding the spinning solution from a nozzle and applying an electric field, spinning by foaming the spinning solution and applying an electric field, and spinning by introducing the spinning solution to the surface of a cylindrical electrode and applying an electric field. Here are some ways to do it.

紡糸溶液としては、曳糸性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを溶媒に分散または溶解させたもの、またはフッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを熱やレーザー照射などによって溶融混練させたものを用いることができるが、本発明の繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径を小さくかつ均一にする観点から、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを溶媒に溶解させた紡糸溶液を用いることが好ましい。 The spinning solution is not particularly limited as long as it has spinnability, but for example, a solution prepared by dispersing or dissolving vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer in a solvent, or vinylidene fluoride copolymer dispersed or dissolved in a solvent, or vinylidene fluoride Although a polymer and a vinylidene fluoride copolymer melt-kneaded by heat or laser irradiation can be used, the average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet of the present invention can be made small and uniform. From this point of view, it is preferable to use a spinning solution in which a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer are dissolved in a solvent.

フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体を分散または溶解させる溶媒としては、特に限定されず、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、トリエチルホスフェート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、ピリジン、蟻酸、酢酸、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノールを例示できるが、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体の溶解性の観点から、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、トリエチルホスフェート、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、またはγ-ブチロラクトンを含むことが好ましい。これら溶媒は、1種類で使用してもよく、2種類以上を任意の割合で混合して使用してもよい。 The solvent for dispersing or dissolving the vinylidene fluoride polymer and the vinylidene fluoride copolymer is not particularly limited, and includes water, methanol, ethanol, propanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, cyclohexanone, γ-butyrolactone, N,N -Dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylpropionamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, triethyl phosphate, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, toluene, xylene, pyridine, formic acid , acetic acid, tetrahydrofuran, dichloromethane, chloroform, and 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol. , N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylpropionamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, triethyl phosphate, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, cyclohexanone, or γ-butyrolactone. is preferred. These solvents may be used alone or in a mixture of two or more in any proportion.

上述した導電付与剤や撥水剤などの添加剤は、特に限定されないが、紡糸溶液に含有させることが好ましい。紡糸溶液に含有させることで、ナノ繊維中に添加剤を均一に付与することができ、また、添加剤付与工程を経ることなく各種機能を付与できるため好ましい。添加剤の含有量は、種類や目的とする効果によって適宜選択すればよく、紡糸溶液に対して0.001~5重量%であれば、使用に見合う効果が得られるため好ましい。 Although additives such as the conductivity imparting agent and water repellent agent described above are not particularly limited, it is preferable to include them in the spinning solution. By including it in the spinning solution, the additive can be uniformly applied to the nanofibers, and various functions can be imparted without going through an additive application process, which is preferable. The content of the additive may be appropriately selected depending on the type and desired effect, and a content of 0.001 to 5% by weight based on the spinning solution is preferable because an effect commensurate with the use can be obtained.

紡糸溶液の調製方法としては、特に限定されず、撹拌や超音波処理などの方法を挙げることができる。また、混合の順序も特に限定されず、各成分を同時に混合しても、逐次に混合してもよい。撹拌により紡糸溶液を調製する場合の撹拌温度や撹拌時間は、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを十分に混合することが出来れば特に限定させず、例えば、40~120℃にて、1~24時間程度撹拌してもよい。 The method for preparing the spinning solution is not particularly limited, and examples include methods such as stirring and ultrasonication. Further, the order of mixing is not particularly limited, and each component may be mixed simultaneously or sequentially. The stirring temperature and stirring time when preparing a spinning solution by stirring are not particularly limited as long as the vinylidene fluoride polymer and the vinylidene fluoride copolymer can be sufficiently mixed, and are, for example, 40 to 120°C. The mixture may be stirred for about 1 to 24 hours.

紡糸溶液の粘度としては、特に限定されないが、10~10000cPであることが好ましく、50~8000cPであることがより好ましく、200~5000cPであることがさらに好ましい。紡糸溶液の粘度が10cP以上であれば、良好な曳糸性と紡糸安定性が得られ、10000cP以下であれば、紡糸溶液の調製や静電紡糸時の吐出が容易となる。紡糸溶液の粘度は、フッ化ビニリデン重合体やフッ化ビニリデン系共重合体の分子量や濃度、溶媒の種類や混合率を適宜変更することで調整することができる。 The viscosity of the spinning solution is not particularly limited, but is preferably from 10 to 10,000 cP, more preferably from 50 to 8,000 cP, even more preferably from 200 to 5,000 cP. If the viscosity of the spinning solution is 10 cP or more, good spinnability and spinning stability can be obtained, and if the viscosity is 10,000 cP or less, the spinning solution can be easily prepared and discharged during electrostatic spinning. The viscosity of the spinning solution can be adjusted by appropriately changing the molecular weight and concentration of the vinylidene fluoride polymer or vinylidene fluoride copolymer, and the type and mixing ratio of the solvent.

紡糸溶液の温度は、常温で紡糸してもよく、加熱や冷却をしながら、例えば、0~200℃にして紡糸してもよい。紡糸溶液を吐出させる方法としては、例えば、ポンプを用いてシリンジやタンクに充填した紡糸溶液をノズルから吐出させる方法を挙げることができる。ノズルの内径は、特に限定されず、0.1~1.5mmを例示できる。また、紡糸溶液の単孔送液量としては、特に限定されず、0.1~20mL/hrを例示できる。 The spinning solution may be spun at room temperature, or may be heated or cooled to, for example, 0 to 200°C. Examples of the method for discharging the spinning solution include a method of discharging the spinning solution filled in a syringe or tank from a nozzle using a pump. The inner diameter of the nozzle is not particularly limited, and can be 0.1 to 1.5 mm, for example. Further, the amount of the spinning solution fed through a single hole is not particularly limited, and can be exemplified from 0.1 to 20 mL/hr.

電界を作用させる方法としては、安定に静電紡糸できる方法であれば特に限定されず、例えば、ノズルまたは紡糸溶液に高電圧を印加させてコレクターを接地してもよい。印加させる電圧は、繊維が形成でき、かつ安定に紡糸できる範囲であれば特に限定されず、5~100kVを例示できる。また、ノズルとコレクターとの距離(紡糸距離)は、溶媒が十分に揮発する範囲であれば特に限定されず、50~1000mmを例示できる。また、電界強度としては、特に限定されないが、1~10kV/cmであることが好ましく、2~5kV/cmであることがより好ましい。電界強度が1kV/cm以上であれば、繊維シート間や繊維シートと多孔層との耐剥離性を向上させることができ、10kV/cm以下であれば、繊維シートの空隙率を高くすることができ、高い比表面積と高い通気度を両立しやすくなる。コレクターの素材は、静電紡糸されたナノ繊維を捕集できるものであれば、特に限定されないが、金属などの導電性材料を好適に用いることができる。コレクターの形状としては、特に限定されないが、コンベア状のコレクターを用いて、繊維シートを連続的に製造することが好ましい。 The method of applying the electric field is not particularly limited as long as it allows stable electrostatic spinning, and for example, a high voltage may be applied to the nozzle or the spinning solution and the collector may be grounded. The voltage to be applied is not particularly limited as long as it can form fibers and stably spin the fibers, and may be 5 to 100 kV, for example. Further, the distance between the nozzle and the collector (spinning distance) is not particularly limited as long as the solvent is sufficiently volatilized, and may be 50 to 1000 mm, for example. Further, the electric field strength is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 kV/cm, more preferably 2 to 5 kV/cm. If the electric field strength is 1 kV/cm or more, the peeling resistance between the fiber sheets or between the fiber sheet and the porous layer can be improved, and if the electric field strength is 10 kV/cm or less, the porosity of the fiber sheet can be increased. This makes it easier to achieve both high specific surface area and high air permeability. The material of the collector is not particularly limited as long as it can collect electrospun nanofibers, but conductive materials such as metals can be suitably used. Although the shape of the collector is not particularly limited, it is preferable to use a conveyor-shaped collector to continuously produce the fiber sheet.

静電紡糸する際の雰囲気温湿度は管理されていることが好ましく、その範囲としては特に限定されず、20~30℃、 25~45RH%を例示できる。この温湿度範囲であれば年間を通して比較的容易に管理することが可能で、雰囲気温湿度の変化による紡糸挙動の変化や、得られる繊維シートの物性変化を生じ難くなる。 It is preferable that the temperature and humidity of the atmosphere during electrospinning be controlled, and the range is not particularly limited, and examples thereof include 20 to 30° C. and 25 to 45 RH%. This temperature and humidity range can be controlled relatively easily throughout the year, and changes in spinning behavior and physical properties of the resulting fiber sheet due to changes in atmospheric temperature and humidity are less likely to occur.

繊維シートが2層以上の積層体の場合、コンベア状のコレクターを用い、コンベアの進行方向にノズルを2列以上配置し、静電紡糸する方法を例示できる。この際、繊維シートの均一性の観点から、ノズルをコンベア進行方向に対して垂直方向(繊維シートの幅方向)にトラバースさせながら静電紡糸することが好ましい。また、各列から吐出される紡糸溶液は同一であっても異なっていてもよい。紡糸溶液が同一の場合、同じ物性の繊維シートの積層体が得られ、紡糸溶液が異なっている場合、異なる物性の繊維シートの積層体が得られる。例えば、導電付与剤や撥水剤などの添加剤の含有量、フッ化ビニリデン重合体やフッ化ビニリデン系共重合体の濃度、溶媒の種類などを目的とする物性に合わせて適宜変更することができる。 When the fiber sheet is a laminate of two or more layers, an example of a method is to use a conveyor-like collector, arrange two or more rows of nozzles in the direction of travel of the conveyor, and perform electrostatic spinning. At this time, from the viewpoint of uniformity of the fiber sheet, it is preferable to perform electrostatic spinning while traversing the nozzle in a direction perpendicular to the conveyor traveling direction (width direction of the fiber sheet). Furthermore, the spinning solutions discharged from each row may be the same or different. When the spinning solutions are the same, a laminate of fiber sheets with the same physical properties is obtained, and when the spinning solutions are different, a laminate of fiber sheets with different physical properties is obtained. For example, the content of additives such as conductivity imparting agents and water repellents, the concentration of vinylidene fluoride polymers and vinylidene fluoride copolymers, and the type of solvent can be changed as appropriate to suit the desired physical properties. can.

<繊維シート複合体の製造方法>
本発明の繊維シート複合体の製造方法は、特に限定されず、多孔層上に繊維シートを静電紡糸する方法、繊維シートと多孔層をそれぞれ準備し、加熱したフラットロールやエンボスロールによる熱圧着処理やホットメルト剤や化学接着剤により接着処理する方法を例示できるが、製造工程の簡略化の観点から、多孔層上に繊維シートを静電紡糸する方法が好ましい。本発明の繊維シートが他素材との密着性に優れるという特徴を有するところ、熱圧着処理や接着処理を施すことなく、繊維シートと多孔層とが十分に密着した繊維シート複合体を得ることが可能である。
<Method for manufacturing fiber sheet composite>
The method for producing the fiber sheet composite of the present invention is not particularly limited, and includes a method of electrostatically spinning a fiber sheet on a porous layer, a method of preparing a fiber sheet and a porous layer, and thermocompression bonding with a heated flat roll or embossing roll. Examples include a method of adhesive treatment using a hot melt agent or a chemical adhesive, but from the viewpoint of simplifying the manufacturing process, a method of electrospinning a fiber sheet on a porous layer is preferable. Since the fiber sheet of the present invention is characterized by excellent adhesion to other materials, it is possible to obtain a fiber sheet composite in which the fiber sheet and the porous layer are fully adhered without performing thermocompression bonding or adhesive treatment. It is possible.

本発明の繊維シート複合体は、繊維シート間や繊維シートと多孔層との耐剥離性をさらに高める目的で、循環熱風または輻射熱による熱処理を施してもよい。フラットロールやエンボスロールによる熱圧着処理の場合、繊維シートが溶融し、フィルム化したり、エンボス点周辺部分に破れが発生したりするなど、少なからずダメージを受けてしまう。例えば、ダメージがあると、繊維シート複合体を気体フィルター濾材として使用する場合には、溶融フィルム化によって通気度が低下したり、破れによって捕集特性が低下したりするなどの性能低下を生じやすい。また、ホットメルト剤や化学接着剤による接着の場合には、該成分によって繊維シートの繊維間空隙が埋められ、やはり性能低下を生じやすい。一方で、循環熱風または輻射熱による熱処理を施した場合には、繊維シートへのダメージがほとんどなく、かつ十分な耐剥離性を付与できるため好ましい。 The fiber sheet composite of the present invention may be subjected to heat treatment using circulating hot air or radiant heat for the purpose of further increasing the peel resistance between the fiber sheets and between the fiber sheet and the porous layer. In the case of thermocompression bonding using flat rolls or embossing rolls, the fiber sheet may be melted and formed into a film, or the area around the embossing points may be torn, resulting in considerable damage. For example, when a fiber sheet composite is used as a gas filter medium, damage tends to cause performance deterioration, such as a decrease in air permeability due to formation of a melted film or a decrease in collection properties due to tearing. . Furthermore, in the case of adhesion using a hot melt agent or a chemical adhesive, the voids between the fibers of the fiber sheet are filled by the component, which also tends to cause performance deterioration. On the other hand, heat treatment using circulating hot air or radiant heat is preferable because there is little damage to the fiber sheet and sufficient peeling resistance can be imparted.

循環熱風または輻射熱による熱処理を行う場合には、特に限定されないが、多孔層を構成する繊維が熱接着性複合繊維を含むことが好ましい。熱接着性複合繊維の低融点成分の融点は、特に限定されないが、熱処理加工条件幅を広げるという観点から、本発明に用いるフッ化ビニリデン重合体の融点よりも20℃以上低いことが好ましく、30℃以上低いことがより好ましい。また、循環熱風または輻射熱による熱処理温度も特に限定されないが、本発明に用いるフッ化ビニリデン重合体の融点未満の範囲で、耐剥離性と目的とする特性のバランスを見ながら、設定することができる。 When heat treatment is performed using circulating hot air or radiant heat, the fibers constituting the porous layer preferably include thermally bondable conjugate fibers, although there are no particular limitations thereon. The melting point of the low melting point component of the heat-adhesive composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of expanding the range of heat treatment processing conditions, it is preferably 20°C or more lower than the melting point of the vinylidene fluoride polymer used in the present invention, and 30°C or more. It is more preferable that the temperature is lower than ℃. Furthermore, the heat treatment temperature using circulating hot air or radiant heat is not particularly limited, but can be set within a range below the melting point of the vinylidene fluoride polymer used in the present invention while checking the balance between peeling resistance and desired properties. .

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。尚、実施例中に示した物性値の測定方法または定義を以下に示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the measurement methods or definitions of the physical property values shown in the examples are shown below.

<フッ化ビニリデン重合体およびフッ化ビニリデン系共重合体の融点>
PerkinElmer社製のDSC測定装置(DSC8500)を使用して、室温から230℃の温度範囲で、昇降温速度10℃/min、窒素雰囲気下の条件で測定し、その2nd runにおける融解ピークトップの温度を融点(℃)とした。
<ナノ繊維および多孔層を構成する繊維の平均繊維径>
日立株式会社の走査型電子顕微鏡(SU-8000)を使用して、繊維シートおよび多孔層を500~30000倍で観察し、画像解析ソフトを用いて繊維50本以上の繊維径を測定し、その平均値を平均繊維径とした。
<フィルター性能>
TSI社製のフィルター効率自動検出装置(Model8130)を使用して、塩化ナトリウム(粒子径:0.07μm(個数中央径)、粒子濃度:20mg/m)を測定流速5.3cm/秒でサンプルを通過させたときの圧力損失および捕集効率を測定した。
<加工性>
繊維シート複合体を加工ラインへ通過させたときの毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離度合、および繊維シートと多孔層との密着度合を目視で判断し、以下のように、◎、○、×の3段階で加工性を評価した。
◎:加工ラインを通過させたときに、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できるレベルである。
○:加工ラインを通過させたときに、毛羽立ちはわずかに発生するが、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層との剥離は見られず、許容できるレベルである。
×:加工ラインを通過させたときに、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離または繊維シートと多孔層の剥離などにより特性が低下し、製品へ加工することができない。
<Melting point of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer>
Using a PerkinElmer DSC measuring device (DSC8500), the temperature was measured in the temperature range from room temperature to 230°C, at a temperature increase/decrease rate of 10°C/min, under nitrogen atmosphere, and the temperature at the top of the melting peak in the 2nd run was measured. was defined as the melting point (°C).
<Average fiber diameter of nanofibers and fibers constituting the porous layer>
Using a scanning electron microscope (SU-8000) manufactured by Hitachi, Ltd., the fiber sheet and porous layer were observed at 500 to 30,000 times magnification, and the fiber diameters of 50 or more fibers were measured using image analysis software. The average value was taken as the average fiber diameter.
<Filter performance>
Using a filter efficiency automatic detection device (Model 8130) manufactured by TSI, sample sodium chloride (particle size: 0.07 μm (number median diameter), particle concentration: 20 mg/m 3 ) at a flow rate of 5.3 cm/sec. The pressure drop and collection efficiency were measured.
<Workability>
When the fiber sheet composite is passed through the processing line, the fuzziness, the degree of delamination between the fiber sheets, and the degree of adhesion between the fiber sheet and the porous layer are visually judged and marked as ◎, ○, or × as follows. Workability was evaluated in three stages.
◎: When passed through the processing line, no fluffing, no interlayer peeling between the fiber sheets, and no peeling between the fiber sheet and the porous layer occurred, which was at a satisfactory level.
○: Slight fluffing occurs when passing through the processing line, but no delamination between the fiber sheets or delamination between the fiber sheet and the porous layer is observed, which is at an acceptable level.
×: When passed through the processing line, the properties deteriorate due to fuzzing, delamination between the fiber sheets, or delamination between the fiber sheet and the porous layer, and the product cannot be processed into a product.

[実施例1]
ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のフッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010;融点:170℃)19重量部、アルケマ社製のフッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500;フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのランダム共重合体、融点:125℃)1重量部、N,N-ジメチルアセトアミド80重量部、導電付与剤としてドデシル硫酸ナトリウム0.05重量部、撥水剤としてフルオロオクチルシルセスキオキサン(エヌビーディナノテクノロジーズ社製)1重量部を混合し、紡糸溶液を調製した。
捕集部として、コンベア状コレクターを用い、コレクター表面にポリエチレンテレフタレート共重合体とポリエチレンテレフタレートを含む熱接着性複合繊維(平均繊維径:約40μm)からなる不織布(厚み:約0.3mm、目付:約80g/m)を多孔層として取り付けた。次いで、内径0.3mm、孔数12のノズルを、コンベアの進行方向にそれぞれの間隔が380mmとなるように3基設置し、コンベアの進行方向に対して垂直方向にノズルをトラバースさせながら、多孔層上に静電紡糸を行い、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。本実施例の紡糸条件は、ポンプを用いた各ノズルへの単孔送液量は2.4mL/hr、印加電圧は45kV、紡糸距離は100mm、ノズルのトラバース幅は170mm、トラバース速度は150mm/秒、紡糸空間は気温25℃および湿度30RH%とし、繊維シートの目付が1.7g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して静電紡糸を行った。
繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は110nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が140.0Pa、捕集効率が99.99%であった。また、加工ラインへ通過させた際には毛羽立ちがわずかに発生したが、繊維シート間の層間剥離や繊維シートと多孔層の剥離は見られず、許容できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が142.5Pa、捕集効率が99.94%であった。
[Example 1]
19 parts by weight of vinylidene fluoride polymer manufactured by Solvay Specialty Polymers (trade name: Solef 6010; melting point: 170°C), vinylidene fluoride copolymer manufactured by Arkema (trade name: Kynar 2500; vinylidene fluoride and hexafluoropropylene) 1 part by weight of N,N-dimethylacetamide, 0.05 part by weight of sodium dodecyl sulfate as a conductivity imparting agent, and fluorooctylsilsesquioxane (as a water repellent). 1 part by weight (manufactured by NVD Nanotechnologies, Inc.) was mixed to prepare a spinning solution.
A conveyor-like collector is used as the collecting part, and the collector surface is made of a nonwoven fabric (thickness: about 0.3 mm, basis weight: about 0.3 mm, basis weight: approximately 80 g/m 2 ) was applied as a porous layer. Next, three nozzles with an inner diameter of 0.3 mm and 12 holes were installed in the conveyor traveling direction with an interval of 380 mm between them. Electrostatic spinning was performed on the layers to produce a fiber sheet composite in which three layers of fiber sheets and a porous layer were laminated. The spinning conditions of this example were: the amount of liquid sent to each nozzle through a single hole using a pump was 2.4 mL/hr, the applied voltage was 45 kV, the spinning distance was 100 mm, the nozzle traverse width was 170 mm, and the traverse speed was 150 mm/hr. Electrospinning was carried out at a temperature of 25° C. and a humidity of 30 RH% in the spinning space, adjusting the feeding speed of the porous layer by a conveyor-like collector so that the basis weight of the fiber sheet was 1.7 g/m 2 .
The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 110 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 140.0 Pa and a collection efficiency of 99.99%. In addition, although a slight amount of fuzz occurred when passing through the processing line, no delamination between the fiber sheets or delamination between the fiber sheet and the porous layer was observed, indicating acceptable processability and filter performance after processing. The pressure loss was 142.5 Pa and the collection efficiency was 99.94%.

[実施例2]
フッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)を18.5重量部、フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)を1.5重量部に変えたこと以外は実施例1と同様に、紡糸溶液を調製した。次いで、ポンプを用いた各ノズルへの単孔送液量を0.8mL/hrに変えた以外は実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.8g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は110nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が114.6Pa、捕集効率が99.98%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が117.2Pa、捕集効率が99.96%であった。
[Example 2]
Same as Example 1 except that the vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef6010) was changed to 18.5 parts by weight and the vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar2500) was changed to 1.5 parts by weight. A spinning solution was prepared. Next, the spinning conditions were the same as in Example 1, except that the amount of liquid sent through each nozzle using a pump was changed to 0.8 mL/hr, and the fiber sheet was made to have a fabric weight of 0.8 g/ m2 . The feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted to produce a fiber sheet composite in which three layers of fiber sheets and the porous layer were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 110 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 114.6 Pa and a collection efficiency of 99.98%. In addition, when passed through the processing line, there was no occurrence of fuzz, delamination between the fiber sheets, or delamination between the fiber sheet and the porous layer, and the processability was satisfactory, and the filter performance after processing was determined by the pressure loss was 117.2 Pa, and the collection efficiency was 99.96%.

[実施例3]
フッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)を16.5重量部、フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)を3.5重量部に変えたこと以外は実施例1と同様に、紡糸溶液を調製した。次いで、ノズルのトラバース速度を220mm/秒に変えた以外は実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.7g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は110nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が44.3Pa、捕集効率が98.0%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が42.1Pa、捕集効率が96.0%であった。
[Example 3]
Same as Example 1 except that the vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef 6010) was changed to 16.5 parts by weight and the vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2500) was changed to 3.5 parts by weight. A spinning solution was prepared. Next, the spinning conditions were the same as in Example 1 except that the traverse speed of the nozzle was changed to 220 mm/sec, and the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the basis weight of the fiber sheet was 0.7 g/ m2 . A fibrous sheet composite in which three layers of fibrous sheets and a porous layer were laminated was produced by adjusting the amount. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 110 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 44.3 Pa and a collection efficiency of 98.0%. In addition, when passed through the processing line, there was no occurrence of fuzz, delamination between the fiber sheets, or delamination between the fiber sheet and the porous layer, and the processability was satisfactory, and the filter performance after processing was determined by the pressure loss was 42.1 Pa, and the collection efficiency was 96.0%.

[実施例4]
フッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)を15重量部、フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)を5重量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例3と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.4g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は130nmであり、、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が46.5Pa、捕集効率が98.3%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が42.1Pa、捕集効率が95.2%であった。
[Example 4]
The spinning solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that the vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef6010) was changed to 15 parts by weight, and the vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2500) was changed to 5 parts by weight. Prepared. Next, under the same spinning conditions as in Example 3, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fabric weight of the fiber sheet was 0.4 g/ m2 , and the three layers of fiber sheets and the porous layer were combined. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 130 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 46.5 Pa and a collection efficiency of 98.3%. In addition, when passed through the processing line, there was no occurrence of fuzz, delamination between the fiber sheets, or delamination between the fiber sheet and the porous layer, and the processability was satisfactory, and the filter performance after processing was determined by the pressure loss was 42.1 Pa, and the collection efficiency was 95.2%.

[実施例5]
フッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)を10重量部、フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)を10重量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、ポンプを用いた各ノズルへの単孔送液量を3.2mL/hrに変えた以外は実施例3と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.3g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は120nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が38.3Pa、捕集効率が96.7%であった。また、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体の割合が増えたため、ナノ繊維の耐久性がやや低くなり、加工ラインへ通過させた際にはわずかに毛羽立ちが見られたが、層間剥離は見られず許容できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が35.0Pa、捕集効率が93.7%であった。
[Example 5]
The spinning solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that the vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef 6010) was changed to 10 parts by weight and the vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2500) was changed to 10 parts by weight. Prepared. Next, the spinning conditions were the same as in Example 3, except that the amount of liquid sent through each nozzle using a pump was changed to 3.2 mL/hr, and the fiber sheet was made to have a fabric weight of 0.3 g/ m2 . The feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted to produce a fiber sheet composite in which three layers of fiber sheets and the porous layer were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 120 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 38.3 Pa and a collection efficiency of 96.7%. In addition, due to the increased proportion of vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150°C or lower, the durability of the nanofibers was slightly lowered, and slight fuzz was observed when passed through the processing line. No peeling was observed and the processability was acceptable, and the filter performance after processing was a pressure loss of 35.0 Pa and a collection efficiency of 93.7%.

[実施例6]
フッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)を18重量部、フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)を2重量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして、紡糸溶液を調製した。
捕集部として、コンベア状コレクターを用い、コレクター表面にポリエチレンテレフタレート共重合体とポリエチレンテレフタレートを含む熱接着性複合繊維(平均繊維径:約40μm)からなる不織布(厚み:約0.3μm、目付:約80g/m)を多孔層として取り付けた。次いで、内径0.3mm、孔数12のノズルを1基設置し、コンベアの進行方向に対して垂直方向にノズルをトラバースさせながら、多孔層上に静電紡糸を行い、単層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。本実施例の紡糸条件は、ポンプを用いた各ノズルへの単孔送液量は1.6mL/hr、印加電圧は45kV、紡糸距離は100mm、ノズルのトラバース幅は110mm、トラバース速度は150mm/秒、紡糸空間は気温25℃および湿度30RH%とし、繊維シートの目付が0.6g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して静電紡糸を行った。
繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は100nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が102.0Pa、捕集効率が99.93%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ちおよび繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が101.4Pa、捕集効率が99.87%であった。
[Example 6]
The spinning solution was prepared in the same manner as in Example 1, except that the vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef6010) was changed to 18 parts by weight, and the vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2500) was changed to 2 parts by weight. Prepared.
A conveyor-like collector is used as the collection part, and the collector surface is made of a nonwoven fabric (thickness: about 0.3 μm, basis weight: about 0.3 μm, basis weight: approximately 80 g/m 2 ) was applied as a porous layer. Next, one nozzle with an inner diameter of 0.3 mm and 12 holes was installed, and electrostatic spinning was performed on the porous layer while traversing the nozzle in a direction perpendicular to the traveling direction of the conveyor to form a single-layer fiber sheet. A fiber sheet composite in which porous layers were laminated was produced. The spinning conditions of this example were as follows: The amount of liquid sent through a single hole to each nozzle using a pump was 1.6 mL/hr, the applied voltage was 45 kV, the spinning distance was 100 mm, the nozzle traverse width was 110 mm, and the traverse speed was 150 mm/hr. Electrospinning was carried out at a temperature of 25° C. and a humidity of 30 RH% in the spinning space, adjusting the feeding speed of the porous layer by a conveyor-like collector so that the fabric weight of the fiber sheet was 0.6 g/m 2 .
The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 100 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 102.0 Pa and a collection efficiency of 99.93%. In addition, when passed through the processing line, no fluffing or separation of the fiber sheet and the porous layer occurred, and the processability was satisfactory.The filter performance after processing was as follows: pressure loss was 101.4 Pa, collection The efficiency was 99.87%.

[実施例7]
フッ化ビニリデン系共重合体をアルケマ社製の商品名:KynarADS2(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのランダム共重合体、融点:115℃)に変えたこと以外は実施例6と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例6と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.5g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、単層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が100nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が105.0Pa、捕集効率が99.92%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ちおよび繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であった。
[Example 7]
The same procedure as in Example 6 was carried out, except that the vinylidene fluoride copolymer was changed to KynarADS2 (trade name: KynarADS2, a random copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, melting point: 115°C) manufactured by Arkema. A spinning solution was prepared. Next, under the same spinning conditions as in Example 6, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fiber sheet had a basis weight of 0.5 g/ m2 , and the single-layer fiber sheet and the porous layer were separated. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 100 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 105.0 Pa and a collection efficiency of 99.92%. In addition, when it was passed through the processing line, no fluffing or separation of the fiber sheet and the porous layer occurred, and the processability was satisfactory.

[実施例8]
フッ化ビニリデン系共重合体をアルケマ社製の商品名:KynarUltraFlexB(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのランダム共重合体、融点:105℃)に変えたこと以外は実施例6と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例6と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.6g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、単層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が100nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が103.0Pa、捕集効率が99.92%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ちおよび繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であった。
[Example 8]
The same procedure as in Example 6 was carried out, except that the vinylidene fluoride copolymer was changed to KynarUltraFlexB (random copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, melting point: 105°C) manufactured by Arkema. A spinning solution was prepared. Next, under the same spinning conditions as in Example 6, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fiber sheet had a basis weight of 0.6 g/ m2 , and the single-layer fiber sheet and the porous layer were separated. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 100 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 103.0 Pa and a collection efficiency of 99.92%. In addition, when it was passed through the processing line, no fluffing or separation of the fiber sheet and the porous layer occurred, and the processability was satisfactory.

[実施例9]
フッ化ビニリデン系共重合体をアルケマ社製の商品名:Kynar2800(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのランダム共重合体、融点:145℃)に変えたこと以外は実施例6と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例6と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.6g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、単層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が100nmであり、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が98.0Pa、捕集効率が99.89%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ちがわずかに発生したが、繊維シートと多孔層の剥離は見られず、許容できる加工性であった。
[Example 9]
The same procedure as in Example 6 was carried out, except that the vinylidene fluoride copolymer was changed to Kynar 2800 (trade name, manufactured by Arkema) (random copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, melting point: 145°C). A spinning solution was prepared. Next, under the same spinning conditions as in Example 6, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fiber sheet had a basis weight of 0.6 g/ m2 , and the single-layer fiber sheet and the porous layer were separated. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 100 nm, and the filter performance of the fiber sheet composite was a pressure loss of 98.0 Pa and a collection efficiency of 99.89%. Further, when the fiber sheet was passed through the processing line, a slight amount of fluffing occurred, but no peeling between the fiber sheet and the porous layer was observed, and the processability was acceptable.

[実施例10]
実施例1で作製した繊維シート複合体を、さらに、100℃の循環熱風で熱処理した。熱処理後の繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が160.0Pa、捕集効率が99.99%であった。また、加工ラインへ通過させた際には、毛羽立ち、繊維シート間の層間剥離および繊維シートと多孔層の剥離が全く発生せず、満足できる加工性であり、加工後のフィルター性能は、圧力損失が160.0Pa、捕集効率が99.91%であった。
[Example 10]
The fiber sheet composite produced in Example 1 was further heat-treated with circulating hot air at 100°C. The filter performance of the fiber sheet composite after heat treatment was that the pressure loss was 160.0 Pa and the collection efficiency was 99.99%. In addition, when passed through the processing line, there was no occurrence of fuzz, delamination between the fiber sheets, or delamination between the fiber sheet and the porous layer, and the processability was satisfactory, and the filter performance after processing was determined by the pressure loss was 160.0 Pa, and the collection efficiency was 99.91%.

[比較例1]
ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のフッ化ビニリデン重合体(商品名:Solef6010)20重量部、N,N-ジメチルアセトアミド80重量部、導電付与剤としてドデシル硫酸ナトリウム0.05重量部、撥水剤としてフルオロオクチルシルセスキオキサン1重量部を混合し、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.8g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が110nmであった。また、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が123.4Pa、捕集効率が99.97%であったが、加工ラインへ通過させた際に繊維シート最上層の剥離が確認され、製品への加工ができなかった。
[Comparative example 1]
20 parts by weight of vinylidene fluoride polymer (trade name: Solef6010) manufactured by Solvay Specialty Polymers, 80 parts by weight of N,N-dimethylacetamide, 0.05 parts by weight of sodium dodecyl sulfate as a conductivity imparting agent, and fluorooctyl as a water repellent. A spinning solution was prepared by mixing 1 part by weight of silsesquioxane. Next, under the same spinning conditions as in Example 1, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fabric weight of the fiber sheet was 0.8 g/ m2 , and the three layers of the fiber sheet and the porous layer were combined. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 110 nm. In addition, the filter performance of the fiber sheet composite was 123.4 Pa in pressure loss and 99.97% in collection efficiency, but peeling of the top layer of the fiber sheet was confirmed when passing through the processing line. could not be processed.

[比較例2]
比較例1と同様に、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例6と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.5g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、単層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径は120nmであった。また、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が96.0Pa、捕集効率が99.82%であったが、加工ラインへ通過させた際には、圧力損失が93.2Pa、捕集効率が95.3%となり、フィルター性能が著しく低下してしまった。
[Comparative example 2]
A spinning solution was prepared in the same manner as in Comparative Example 1. Next, under the same spinning conditions as in Example 6, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fiber sheet had a basis weight of 0.5 g/ m2 , and the single-layer fiber sheet and the porous layer were separated. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 120 nm. In addition, the filter performance of the fiber sheet composite was that the pressure loss was 96.0 Pa and the collection efficiency was 99.82%, but when it was passed through the processing line, the pressure loss was 93.2 Pa, and the collection efficiency was 99.82%. The efficiency was 95.3%, and the filter performance was significantly degraded.

[比較例3]
フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2800)20重量部、N,N-ジメチルアセトアミド80重量部、導電付与剤としてドデシル硫酸ナトリウム0.05重量部、撥水剤としてフルオロオクチルシルセスキオキサン1重量部を混合し、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.9g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が120nmであり、繊維シート複合体の圧力損失が160.0Pa、捕集効率が99.99%であった。しかしながら、ナノ繊維が融点150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体からなるために耐久性に乏しく、加工ラインへ通過させた際には、圧力損失が134.9Pa、捕集効率が99.77%となり、フィルター性能が大きく低下してしまった。
[Comparative example 3]
20 parts by weight of vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2800), 80 parts by weight of N,N-dimethylacetamide, 0.05 parts by weight of sodium dodecyl sulfate as a conductive agent, fluorooctylsilsesquioxane as a water repellent. 1 part by weight was mixed to prepare a spinning solution. Next, under the same spinning conditions as in Example 1, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fabric weight of the fiber sheet was 0.9 g/ m2 , and the three layers of the fiber sheet and the porous layer were combined. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 120 nm, the pressure loss of the fiber sheet composite was 160.0 Pa, and the collection efficiency was 99.99%. However, because the nanofibers are made of a vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150°C or lower, they lack durability, and when passed through a processing line, the pressure loss is 134.9 Pa and the collection efficiency is 99.77. %, and the filter performance has significantly decreased.

[比較例4]
フッ化ビニリデン系共重合体(商品名:Kynar2500)20重量部、N,N-ジメチルアセトアミド56重量部、テトラヒドロフラン24重量部を混合し、紡糸溶液を調製した。次いで、紡糸距離を180mmに変えた以外は実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が2.4g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が260nmであり、繊維シート複合体の圧力損失が140.0Pa、捕集効率が99.63%であった。しかしながら、ナノ繊維が融点150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体からなるために耐久性に乏しく、加工ラインへ通過させた際には、圧力損失が104.9Pa、捕集効率が96.3%となり、フィルター性能が著しく低下してしまった。
[Comparative example 4]
A spinning solution was prepared by mixing 20 parts by weight of vinylidene fluoride copolymer (trade name: Kynar 2500), 56 parts by weight of N,N-dimethylacetamide, and 24 parts by weight of tetrahydrofuran. Next, the spinning conditions were the same as in Example 1 except that the spinning distance was changed to 180 mm, and the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the basis weight of the fiber sheet was 2.4 g/ m2 . A fiber sheet composite was produced in which three layers of fiber sheets and a porous layer were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 260 nm, the pressure loss of the fiber sheet composite was 140.0 Pa, and the collection efficiency was 99.63%. However, because the nanofibers are made of a vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150°C or lower, they lack durability, and when passed through a processing line, the pressure loss is 104.9 Pa and the collection efficiency is 96.3. %, and the filter performance deteriorated significantly.

[比較例5]
アルケマ社製のフッ化ビニリデン共重合体(商品名:Kynar3120;フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのブロック共重合体、融点:165℃)16重量部、N,N-ジメチルホルムアミド58.8重量部、アセトン25.2重量部、導電付与剤としてドデシル硫酸ナトリウム0.02重量部を混合し、紡糸溶液を調製した。次いで、ポンプを用いた各ノズルへの単孔送液量を3.0mL/hr、紡糸距離を125mmに変えた以外は実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が1.0g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。繊維シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が120nmであった。また、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が125.0Pa、捕集効率が99.85%であったが、加工ラインへ通過させた際に繊維シート最上層の剥離が確認され、製品への加工ができなかった。
[Comparative example 5]
16 parts by weight of vinylidene fluoride copolymer manufactured by Arkema (trade name: Kynar 3120; block copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, melting point: 165°C), 58.8 parts by weight of N,N-dimethylformamide , 25.2 parts by weight of acetone, and 0.02 parts by weight of sodium dodecyl sulfate as a conductivity imparting agent were mixed to prepare a spinning solution. Next, the spinning conditions were the same as in Example 1 except that the amount of liquid fed through each nozzle using a pump was changed to 3.0 mL/hr and the spinning distance was changed to 125 mm, and the fabric weight of the fiber sheet was 1.0 g/hr. A fiber sheet composite in which three layers of fiber sheets and a porous layer were laminated was produced by adjusting the feeding speed of the porous layer by a conveyor-like collector so that the porous layer had a thickness of m 2 . The average fiber diameter of the nanofibers constituting the fiber sheet was 120 nm. In addition, regarding the filter performance of the fiber sheet composite, the pressure loss was 125.0 Pa and the collection efficiency was 99.85%, but when the fiber sheet composite was passed through the processing line, peeling of the top layer of the fiber sheet was confirmed. could not be processed.

[比較例6]
フッ化ビニリデン系共重合体をアルケマ社製の商品名:Kynar2850(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのランダム共重合体、融点:155℃)に変えたこと以外は実施例6と同様にして、紡糸溶液を調製した。次いで、実施例1と同様の紡糸条件とし、繊維シートの目付が0.6g/mになるようにコンベア状コレクターによる多孔層の送り速度を調節して、3層の繊維シートと多孔層とが積層された繊維シート複合体を作製した。シートを構成するナノ繊維の平均繊維径が100nmであった。また、繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が110.0Pa、捕集効率が99.92%であったが、加工ラインへ通過させた際に繊維シート最上層の剥離が確認され、製品への加工ができなかった。
[Comparative example 6]
The same procedure as in Example 6 was carried out, except that the vinylidene fluoride copolymer was changed to Kynar 2850 (trade name: Kynar 2850, a random copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, melting point: 155°C) manufactured by Arkema. A spinning solution was prepared. Next, under the same spinning conditions as in Example 1, the feeding speed of the porous layer by the conveyor-like collector was adjusted so that the fiber sheet had a basis weight of 0.6 g/ m2 , and the three layers of the fiber sheet and the porous layer were combined. A fiber sheet composite was produced in which the fiber sheets were laminated. The average fiber diameter of the nanofibers constituting the sheet was 100 nm. In addition, regarding the filter performance of the fiber sheet composite, the pressure loss was 110.0 Pa and the collection efficiency was 99.92%, but peeling of the top layer of the fiber sheet was confirmed when passing it through the processing line, and the product could not be processed.

[比較例7]
比較例6で作製した繊維シート複合体を、さらに、100℃の循環熱風で熱処理した。熱処理後の3層の繊維シート複合体のフィルター性能は、圧力損失が120.0Pa、捕集効率が99.5%であったが、加工ラインへ通過させた際に繊維シート最上層の剥離が確認され、製品への加工ができなかった。
[Comparative Example 7]
The fiber sheet composite produced in Comparative Example 6 was further heat-treated with circulating hot air at 100°C. The filter performance of the three-layer fiber sheet composite after heat treatment was a pressure loss of 120.0 Pa and a collection efficiency of 99.5%, but the top layer of the fiber sheet peeled off when passed through the processing line. It was confirmed that the product could not be processed.

以上の実施例および比較例の結果について、表1~3にまとめる。 The results of the above examples and comparative examples are summarized in Tables 1 to 3.

Figure 2023142116000001
Figure 2023142116000001

Figure 2023142116000002
Figure 2023142116000002

Figure 2023142116000003
Figure 2023142116000003

表1~3の結果から分かる通り、繊維シートを構成するナノ繊維が、フッ化ビニリデン重合体からなる場合(比較例1および2)、フッ化ビニリデン系共重合体からなる場合(比較例3~5)、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃を超えるフッ化ビニリデン系共重合体の混合物の場合(比較例6および7)では、製品加工時において、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離、耐久性の問題から性能低下を伴うものであるが、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体の混合物を含む実施例1~10は、良好な加工性を有し、製品加工時における性能低下が小さいものである。また、実施例6~9の比較において、融点が低いフッ化ビニリデン系共重合体を用いる方が、加工性が改善される傾向であることが分かる。また、実施例1~5の比較において、フッ化ビニリデン重合体とフッ化ビニリデン系共重合体との混合割合(重量比)が、75:25~92.5:7.5の場合に、加工性が改善される傾向であることが分かる。また、実施例1に対して、さらに循環熱風で熱処理した実施例10は、加工性が改善される傾向であることが分かる。一方、比較例7では、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体を含んでいないため、さらに循環熱風で熱処理しても、加工性は改善されないことが分かる。 As can be seen from the results in Tables 1 to 3, when the nanofibers constituting the fiber sheet are made of vinylidene fluoride polymer (Comparative Examples 1 and 2), and when they are made of vinylidene fluoride copolymer (Comparative Examples 3 to 3), 5) In the case of a mixture of a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer with a melting point exceeding 150°C (Comparative Examples 6 and 7), during product processing, fluffing, delamination between fiber sheets, Although performance is degraded due to durability issues, Examples 1 to 10 containing a mixture of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150°C or lower have good processability. This means that the performance deterioration during product processing is small. Further, in the comparison of Examples 6 to 9, it can be seen that processability tends to be improved when a vinylidene fluoride copolymer having a lower melting point is used. In addition, in the comparison of Examples 1 to 5, when the mixing ratio (weight ratio) of vinylidene fluoride polymer and vinylidene fluoride copolymer was 75:25 to 92.5:7.5, processing It can be seen that there is a tendency for the performance to improve. Furthermore, it can be seen that in Example 10, which was further heat-treated with circulating hot air compared to Example 1, the workability tended to be improved. On the other hand, in Comparative Example 7, since it does not contain a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150° C. or less, it can be seen that the processability is not improved even if it is further heat-treated with circulating hot air.

本発明の繊維シートは、ナノ繊維本来の特性を損なうことなく、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が生じにくく、他素材との密着性に優れている。また、本発明の繊維シート複合体は、毛羽立ちや繊維シート間の層間剥離が生じにくく、接着加工やカレンダー加工などの一体化工程を経ることなく繊維シートと多孔層との密着性に優れるため、高い生産性と良好な操業性で繊維シート複合体を提供することができることから、フィルター用濾材や吸音材、マスク、防水透湿膜、二次電池用セパレータ、センサー材、細胞培養基材などとして好適に使用することができる。 The fiber sheet of the present invention does not impair the inherent properties of nanofibers, is less prone to fluffing or delamination between fiber sheets, and has excellent adhesion to other materials. In addition, the fiber sheet composite of the present invention is less likely to cause fuzzing or delamination between the fiber sheets, and has excellent adhesion between the fiber sheet and the porous layer without going through an integration process such as adhesion or calendering. Since fiber sheet composites can be provided with high productivity and good operability, they can be used as filter media, sound-absorbing materials, masks, waterproof and moisture-permeable membranes, separators for secondary batteries, sensor materials, cell culture substrates, etc. It can be used suitably.

Claims (7)

平均繊維径が20~1000nmであるナノ繊維を含む繊維シートであって、前記ナノ繊維が、フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体との混合物を含む、繊維シート。 A fiber sheet containing nanofibers having an average fiber diameter of 20 to 1000 nm, the nanofibers comprising a mixture of a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer with a melting point of 150 ° C. or less. fiber sheet. 前記フッ化ビニリデン重合体と前記フッ化ビニリデン系共重合体との混合割合(重量比)が50:50~95:5である、請求項1に記載の繊維シート。 The fiber sheet according to claim 1, wherein a mixing ratio (weight ratio) of the vinylidene fluoride polymer and the vinylidene fluoride copolymer is 50:50 to 95:5. 前記繊維シートが2層以上の積層体である、請求項1または2に記載の繊維シート。 The fiber sheet according to claim 1 or 2, wherein the fiber sheet is a laminate of two or more layers. フッ化ビニリデン重合体と、融点が150℃以下のフッ化ビニリデン系共重合体とを含む紡糸溶液を静電紡糸する、請求項1~3のいずれか1項に記載の繊維シートの製造方法。 The method for producing a fiber sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a spinning solution containing a vinylidene fluoride polymer and a vinylidene fluoride copolymer having a melting point of 150° C. or less is electrospun. 請求項4に記載の方法で得られた繊維シートを、さらに循環熱風または輻射熱で熱処理する、繊維シートの製造方法。 A method for producing a fiber sheet, comprising further heat-treating the fiber sheet obtained by the method according to claim 4 with circulating hot air or radiant heat. 請求項1~3のいずれか1項に記載の繊維シートと多孔層とが積層された、繊維シート複合体。 A fiber sheet composite in which the fiber sheet according to any one of claims 1 to 3 and a porous layer are laminated. 請求項6に記載の繊維シート複合体を含むフィルター用濾材。 A filter medium comprising the fiber sheet composite according to claim 6.
JP2022048816A 2022-03-24 2022-03-24 Fiber sheet and manufacturing method thereof Pending JP2023142116A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022048816A JP2023142116A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Fiber sheet and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022048816A JP2023142116A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Fiber sheet and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023142116A true JP2023142116A (en) 2023-10-05

Family

ID=88206600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022048816A Pending JP2023142116A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Fiber sheet and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023142116A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6269922B2 (en) Fiber sheet and fiber product using the same
JP6593170B2 (en) Fiber laminate including ultrafine fibers and filter comprising the same
CN111263835B (en) Mixed fiber nonwoven fabric, method for producing same, laminate, and filter medium
WO2012102398A1 (en) Melt-blown nonwoven fabric comprising ultra-fine fibers, production method therefor, and device for producing same
CN105821586A (en) Nano-fiber filtering material and preparation method thereof
WO2010014980A2 (en) Composite filter media
WO2018003807A1 (en) Filter medium and manufacturing method therefor
JP2017185422A (en) Depth filter
JP7177394B2 (en) COMPOSITE STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND FILTER MEDIUM CONTAINING THE COMPOSITE STRUCTURE
KR101948365B1 (en) Extra-fine fiber sheet
JP4902788B2 (en) Sheet-like assembly of small-diameter fibers, manufacturing method thereof, and manufacturing apparatus thereof
TW202038785A (en) Fiber structure and use thereof
JP4069057B2 (en) High performance air filter
KR20180127653A (en) High molecular weight and low molecular weight fine fibers and TPU fine fibers
JP2023142116A (en) Fiber sheet and manufacturing method thereof
JP4737039B2 (en) Filter nonwoven fabric for air intake
WO2020153174A1 (en) Filter medium and filter using same
KR101386424B1 (en) Filter for removing a white corpuscle and method of manufacturing the same
JP2018202295A (en) Air filter and method for manufacturing the same
JP2022085147A (en) Laminated body and method for manufacturing the same
KR20100023150A (en) Filter for removing a white corpuscle and method of manufacturing the same
JP2013014849A (en) Fiber laminated body and method for producing fiber laminated body
JP2022095310A (en) Substrate for filter
JP2023006697A (en) laminate

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220324