JP5551905B2 - Apparatus and method for producing sheet containing fine fibers - Google Patents

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Description

本発明は、微細繊維から成る極めて微細な構造を有するシート材料を連続的に生産するための製造装置、及び該装置を使用した微細繊維を含むシートの製造方法に関する。   The present invention relates to a manufacturing apparatus for continuously producing a sheet material having a very fine structure composed of fine fibers, and a method of manufacturing a sheet including fine fibers using the apparatus.

微細な繊維を含むシート材料(以下、「シート材料」又は単に「シート」ともいう。)は、近年、ナノネットワーク構造を有する新規な機能性シートとして着目されている(例えば、以下の特許文献1、2参照)。
こうしたシート材料は、蓄電デバイス用のセパレータや機能性フィルター、医療用材料など種々の分野での応用展開が期待されている(以下、特許文献2、3、非特許文献1参照)。また、シート材料の製造方法としては、エレクトロスピニング法が広く知られている(例えば、非特許文献1、2参照)が、抄紙法による製膜も報告されている(以下、特許文献1〜3参照)。
In recent years, a sheet material containing fine fibers (hereinafter also referred to as “sheet material” or simply “sheet”) has attracted attention as a novel functional sheet having a nanonetwork structure (for example, Patent Document 1 below). 2).
Such sheet materials are expected to be applied in various fields such as separators for power storage devices, functional filters, and medical materials (see Patent Documents 2 and 3 and Non-Patent Document 1 below). As a method for producing a sheet material, an electrospinning method is widely known (for example, refer to Non-Patent Documents 1 and 2), but film formation by a papermaking method has also been reported (hereinafter, Patent Documents 1 to 3). reference).

抄紙法による製膜では、エレクトロスピニング法に比較して、セルロース繊維のように微細化し易い原料を使用した場合には、より微細な繊維を含むシート又は微細繊維のみからなるシートを低コストで、さらに高い生産性で、製造することが可能となる。以下の特許文献1によれば、特にセルロース繊維においてはパルプの微細化処理により、比較的容易に繊維径が1μm以下の微細繊維を得ることが可能であり、該微細繊維の水分散液からの抄紙法による製膜により、良好に微細繊維を含むシートを得ることができる。   In the film formation by the papermaking method, compared to the electrospinning method, when using a raw material that is easily refined, such as cellulose fiber, a sheet containing finer fibers or a sheet consisting only of fine fibers is low-cost, Furthermore, it becomes possible to manufacture with high productivity. According to the following Patent Document 1, it is possible to obtain a fine fiber having a fiber diameter of 1 μm or less relatively easily by refining a pulp, particularly in cellulose fiber. A sheet containing fine fibers can be satisfactorily obtained by film formation by a papermaking method.

国際公開2006/004012号パンフレットInternational Publication 2006/004012 Pamphlet 特開2008−274525号公報JP 2008-274525 A 特開2006−49797号公報JP 2006-49797 A

Y. Yamashita, Nonwovens Review, 17, 41 (2007)Y. Yamashita, Nonwovens Review, 17, 41 (2007) 岸本吉則,繊維機械学会誌,61, 49 (2008)Yoshinori Kishimoto, Journal of the Textile Machinery Society, 61, 49 (2008)

短繊維からの抄紙法による製膜では、繊維が微細になると抄紙法にて使用するワイヤーと呼ばれるフィルターベルトの目の細かさも要求される。特許文献1では、ロール状に捲回された一定の要件を満たす濾布を抄紙製膜時にワイヤー上に設置、走行させ、濾布上で抄紙を行う技術が開示されている。   In forming a film from a short fiber by a papermaking method, when the fiber becomes fine, fineness of a filter belt called a wire used in the papermaking method is also required. Patent Document 1 discloses a technique in which a filter cloth that satisfies a certain requirement wound in a roll shape is placed on a wire during papermaking and is run, and papermaking is performed on the filter cloth.

この方法であれば、微細繊維を濾布上で抄紙製膜した後、湿紙又は該湿紙を乾燥させてなる乾燥シートを該濾布から剥離して巻き取る必要があり、濾布そのものをエンドレスに加工しない限り、シートも濾布の長さ以上のものは作れないという制約がある。
また、ロール状に巻かれた濾布を使用する場合には、通常、濾布の厚みが厚すぎると濾水抵抗も増大し、ロールを交換する際の操作性も著しく不利になるため、薄い濾布を用いることが好ましい。しかしながら、抄紙製膜後、ロール状に巻き取られた濾布を再利用しないとコスト上極めて不利になるだけでなく、濾布を何度か再利用する場合には、その消耗性(耐久性)も不安要素となる。
In this method, after the fine fibers are formed into a film on the filter cloth, it is necessary to peel off the wet paper or a dry sheet obtained by drying the wet paper from the filter cloth and wind the filter cloth itself. There is a restriction that the sheet cannot be made longer than the length of the filter cloth unless it is processed into an endless shape.
In addition, when using a filter cloth wound in a roll shape, if the thickness of the filter cloth is too thick, the drainage resistance increases, and the operability when replacing the roll becomes significantly disadvantageous. It is preferable to use a filter cloth. However, if the filter cloth wound up in roll form is not reused after the paper film is formed, it is not only extremely disadvantageous in terms of cost, but if the filter cloth is reused several times, its wearability (durability) ) Is also an anxiety factor.

通常、抄紙製膜用のワイヤーは、金属性ワイヤー又はプラスチック製(織物系)ワイヤーにエンドレス加工が施されたものであり、抄紙製膜された湿紙を、独立したプレス工程や乾燥工程に搬送することにより、連続的に稼働時間に相当する長さだけのシートを作製することができる。   Usually, the paper-making film wire is a metal wire or plastic (woven fabric) wire that is endless processed, and the paper-formed film is transported to an independent press process or drying process. By doing so, a sheet having a length corresponding to the operation time can be continuously produced.

この際のエンドレス加工とは、ワイヤーの末端を接合したものでないことが望ましい。何故ならば、ワイヤーの末端を接合し、エンドレスの構造としたものでは、通常、ワイヤーの継ぎ目の部分に構造上の乱れを生じてしまい、微細繊維を含む分散液からの抄紙法による製膜のケースにおいては、上記継ぎ目の微小な孔から微細繊維が抜け落ちてしまう可能性が大きい。仮に、微細繊維が抜け落ちないレベルの精巧な接合加工を施した場合であっても、ワイヤーの継ぎ目以外の部分と継ぎ目の部分とを精密に濾水抵抗が同じ構造にすることは難しい。ワイヤーの一部に濾水抵抗が異なる部分があれば、その部分で製膜して得たシート部分は他の部分と異なる物性を有することになる。すなわち、ワイヤーの末端を接合加工したものでは、得られるシート製膜における走行方向に周期的に物性上の不均質部が現れることとなる。   In this case, it is desirable that the endless processing is not one in which the ends of the wires are joined. This is because when the ends of the wire are joined to form an endless structure, the structure of the wire joint is usually disturbed and the film is formed by a papermaking method from a dispersion containing fine fibers. In the case, there is a high possibility that fine fibers will fall out from the minute holes of the seam. Even if it is a case where the fine joining process of the level which a fine fiber does not fall out is given, it is difficult to make a part with the same drainage resistance precisely in parts other than the joint of a wire, and the joint. If there is a part having different drainage resistance in a part of the wire, the sheet part obtained by forming a film at that part has physical properties different from those of the other parts. That is, in the case where the ends of the wire are joined, heterogeneous portions in terms of physical properties appear periodically in the running direction in the obtained sheet film formation.

これを防ぎ、シート材料を安定に製造するためには、接合部をもたないエンドレス加工を施したワイヤー(以下、「エンドレスワイヤー」ともいう。)を使用することが望ましい。しかしながら、特許文献1に記載されているように、最大繊維径が1500nm以下であるような微細繊維を抄紙法で製膜するためには、極めて孔径サイズの細かいワイヤーが必要であり、特に繊維径が小さくなると、通常使用される抄紙製膜用のワイヤーでは繊維が抜け落ちてしまうケースも多くなる。通常、抄紙製膜用として使用されるワイヤーは、繊維を縦方向、横方向に適宜織り込んだ構造のものか又は金属性メッシュであり、これらを用いて上記の微細繊維を高収率で抄紙(濾過)することは不可能に近かった。仮に、微細繊維を濾過できる微細な織り構造のワイヤーを作るとしてもそのためにはワイヤーを構成する繊維の繊維径を小さくする必要があり、その制約のもとでエンドレス加工することは技術的に極めて困難であった。   In order to prevent this and stably manufacture the sheet material, it is desirable to use an endless processed wire (hereinafter also referred to as “endless wire”) that does not have a joint. However, as described in Patent Document 1, in order to form a fine fiber having a maximum fiber diameter of 1500 nm or less by a papermaking method, a wire with a very small pore size is required, and in particular, the fiber diameter When becomes small, there are many cases where fibers are fallen off in a commonly used wire for papermaking. Usually, the wire used for papermaking is a metal mesh or a structure in which fibers are appropriately woven in the vertical and horizontal directions, and these are used to make the above fine fibers in high yield ( Filtration) was nearly impossible. Even if a wire with a fine woven structure that can filter fine fibers is made, it is necessary to reduce the fiber diameter of the fibers that make up the wire. It was difficult.

すなわち、微細繊維だけからなる又は微細繊維を含む連続(長尺可能)かつ均質(継ぎ目による特性の周期的な変化箇所が存在しない)なシート材料を提供するにおいて、連続生産プロセスで該シート材料を低コストかつ安定に製造するためには、微細繊維を歩留まり良く抄紙(濾過)でき、かつ継ぎ目のないエンドレス加工を施したエンドレスワイヤーを用いた製造装置及び製造方法を構築することが望まれていた。したがって、本発明が解決しようとする課題は、微細繊維を含むシートを高品質かつ安定に連続生産するための製造装置及び製造方法を提供することである。   That is, in providing a continuous (longable) and homogeneous sheet material (which does not have periodic changes in characteristics due to seams) that includes only fine fibers or includes fine fibers, the sheet material is used in a continuous production process. In order to manufacture at low cost and stably, it has been desired to construct a manufacturing apparatus and a manufacturing method using an endless wire that is capable of papermaking (filtering) fine fibers with a high yield and is seamlessly processed. . Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for continuously producing high-quality and stable sheets containing fine fibers.

本発明者らは、入手し得る各種ワイヤーの評価を行い、従来抄紙製膜工程で使用されてきた金属ワイヤーや織物系プラスチックワイヤーでは、1)微細繊維を濾過し高い歩留まりで湿紙シートを回収できるだけの微細な孔構造を保有すること、2)ワイヤーのエンドレス加工が可能であること、の2点を同時に満足することは困難であるとの結論を得た。
そこで、ワイヤーの構造を従来の抄紙製膜の技術では使われることのなかった、不織布構造のシートにまで拡大し、その評価を行った。一般に、不織布構造のシート、例えば短繊維のバット繊維をニードルパンチしてなるバット層では、繊維がシート面に対しランダムに面配向しつつ積層しているが、繊維の坪量バラツキが大きく、構造上のむらができ易く、該シートをワイヤーとして用いた場合、構造上のむらがそのままシート材料の膜質不均一性に繋がる傾向がある。
The present inventors evaluated various types of available wires, and for metal wires and woven plastic wires that have been used in the conventional papermaking process, 1) filtered fine fibers and recovered wet paper sheets with high yield. It was concluded that it was difficult to satisfy the following two points simultaneously: possessing a fine pore structure as much as possible, and 2) being capable of endless processing of the wire.
Therefore, the wire structure was expanded to a sheet having a nonwoven fabric structure, which was not used in the conventional paper-making technique, and the evaluation was made. In general, in a non-woven structure sheet, for example, a bat layer formed by needle punching short fiber bat fibers, the fibers are laminated while being randomly oriented with respect to the sheet surface. When the sheet is used as a wire, the unevenness of the structure tends to directly lead to nonuniform film quality of the sheet material.

本発明では、これを回避すべく、ワイヤーとしては不織布層を含む多層化構造とし、耐久性や濾水性を確保できるようにするとともに、最表層を構成する繊維の繊維径を小さなものにして微細な繊維の抄紙製膜を効率的かつ均質に実施できるよう工夫することを鋭意検討し実験を重ねた結果、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   In the present invention, in order to avoid this, the wire has a multi-layered structure including a non-woven fabric layer so that durability and drainage can be ensured, and the fiber diameter of the fibers constituting the outermost layer is made small and fine. As a result of diligent research and experiments to devise efficient fiber-making, it has been found that the above-mentioned problems can be solved by the following means, and the present invention has been completed. It was.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]エンドレス加工を施した多層化ワイヤーを抄紙製膜用ベルトとして装着した微細繊維を含むシート製膜用の製造装置であって、該多層化ワイヤーが1層以上の基層と1層以上のバット層からなり、該バット層の1層以上に熱溶融樹脂を含む熱溶融繊維が含まれており、かつ該多層化ワイヤーが該熱溶融樹脂の融点以上の温度で熱処理されたものであることを特徴とする前記装置。
That is, the present invention is as follows.
[1] A manufacturing apparatus for forming a sheet containing fine fibers, in which a multilayered wire subjected to endless processing is mounted as a belt for papermaking, wherein the multilayered wire includes one or more base layers and one or more layers It is made of a bat layer, one or more layers of the bat layer contain a hot-melt fiber containing a hot-melt resin, and the multilayered wire is heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point of the hot-melt resin. The apparatus characterized by the above.

[2]前記基層が無端状の織布からなり、かつ、前記バット層が不織布からなる、前記[1]に記載の微細繊維を含むシートの製造装置   [2] The apparatus for producing a sheet containing fine fibers according to [1], wherein the base layer is made of an endless woven fabric, and the batt layer is made of a nonwoven fabric.

[3]前記バット層の平均繊度が6dtex以下である、前記[1]又は[2]に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [3] The apparatus for producing a sheet containing fine fibers according to [1] or [2], wherein the average fineness of the batt layer is 6 dtex or less.

[4]前記熱溶融繊維が、融点が200℃以下の熱溶融樹脂を含む、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [4] The apparatus for producing a sheet containing fine fibers according to any one of [1] to [3], wherein the hot-melt fiber contains a hot-melt resin having a melting point of 200 ° C. or less.

[5]前記熱溶融繊維が、高分子量ナイロンからなる芯成分と、該芯成分よりも低融点のナイロンからなる鞘成分とから構成される芯鞘複合繊維である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [5] The above-mentioned [1] to [4], wherein the hot-melt fiber is a core-sheath composite fiber composed of a core component made of high molecular weight nylon and a sheath component made of nylon having a lower melting point than the core component. ] The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber in any one of.

[6]前記多層化ワイヤーの通気度が5cc/cm/sec以下である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。 [6] The apparatus for producing a sheet containing fine fibers according to any one of [1] to [5], wherein the air permeability of the multilayered wire is 5 cc / cm 2 / sec or less.

[7]前記微細繊維を含むシートが、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を10重量%以上含有する、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [7] The sheet containing fine fibers according to any one of [1] to [6], wherein the sheet containing fine fibers contains 10% by weight or more of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm. manufacturing device.

[8]前記微細繊維を含むシートが、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を90重量%以上含有する、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [8] The sheet containing fine fibers according to any one of [1] to [7], wherein the sheet containing fine fibers contains 90% by weight or more of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm. manufacturing device.

[9]前記製造装置を使用した抄紙による製膜過程において、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の収率が90重量%以上である、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   [9] In any one of the above [1] to [8], in the film forming process by papermaking using the manufacturing apparatus, the yield of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm is 90% by weight or more. The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of description.

[10]以下の工程:
前記[1]〜[9]のいずれかに記載の製造装置を使用して、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の全固形分中に占める割合が10重量%以上である分散液から、前記多層化ワイヤー上で湿紙を形成させる抄紙工程、及び
前記抄紙工程で得た湿紙を、プレス工程、乾燥工程又は溶剤置換工程のいずれかに搬送する工程、
を含む、微細繊維を含むシートの製造方法。
[10] The following steps:
Using the production apparatus according to any one of [1] to [9] above, from a dispersion in which the proportion of the fine fiber having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm in the total solid content is 10% by weight or more. A paper making process for forming a wet paper on the multilayered wire, and a process for conveying the wet paper obtained in the paper making process to any of a pressing process, a drying process, or a solvent replacement process,
A method for producing a sheet containing fine fibers.

[11]以下の工程:
前記全[1]〜[9]のいずれかに記載の製造装置を使用して、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の全固形分中に占める割合が90重量%以上である分散液から、前記多層化ワイヤー上で湿紙を形成させる抄紙工程、及び
前記抄紙工程で得た湿紙を、プレス工程、乾燥工程又は溶剤置換工程のいずれかに搬送する工程、
を含む、微細繊維を含むシートの製造方法。
[11] The following steps:
Using the production apparatus according to any one of [1] to [9], a dispersion having a ratio of 90% by weight or more in the total solid content of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm. From the paper making process of forming the wet paper on the multilayered wire, and the process of transporting the wet paper obtained in the paper making process to any of the pressing process, the drying process or the solvent replacement process,
A method for producing a sheet containing fine fibers.

本発明の微細繊維を含むシートの製造装置及び製造方法により、微細繊維からなる連続かつ均質な不織布シートを提供することができる。   By the manufacturing apparatus and manufacturing method of the sheet | seat containing the fine fiber of this invention, the continuous and homogeneous nonwoven fabric sheet which consists of a fine fiber can be provided.

本発明の製造装置及び後工程用の装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the manufacturing apparatus of this invention, and the apparatus for post processes. 本発明の製造装置及び後工程用の装置の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the manufacturing apparatus of this invention, and the apparatus for post processes. 本発明の製造装置に用いる多層化ワイヤーの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the multilayer wire used for the manufacturing apparatus of this invention. 本発明の製造装置に用いる他の多層化ワイヤーの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the other multilayered wire used for the manufacturing apparatus of this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の微細繊維を含むシートの製造装置の第一の態様は、エンドレス加工を施した多層化ワイヤーを抄紙製膜用ベルトとして装着した微細繊維を含むシート製膜用の製造装置であって、該多層化ワイヤーが1層以上の基層と1層以上のバット層からなり、該バット層の1層以上に熱溶融樹脂を含む熱溶融繊維が含まれており、かつ該多層化ワイヤーが該熱溶融樹脂の融点以上の温度で熱処理されたものであることを特徴とする前記装置である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A first aspect of the production apparatus for a sheet containing fine fibers of the present invention is a production apparatus for forming a sheet containing fine fibers in which a multi-layered wire subjected to endless processing is mounted as a paper film-forming belt, The multilayered wire is composed of one or more base layers and one or more bat layers, and one or more layers of the bat layer contain hot-melt fibers containing a hot-melt resin, and the multilayered wires The apparatus is characterized by being heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point of the molten resin.

本発明は、エンドレス加工を施した多層化ワイヤーを抄紙製膜用ベルトとして装着した微細繊維を含むシートの製膜用製造装置であり、該抄紙製膜用ベルト以外の部分については、工業的に利用可能な任意の連続式抄紙機が使用できる。特に、傾斜ワイヤー式抄紙機、長網式抄紙機、及び円網式抄紙機は、本発明のシートの製膜用製造装置として好適に使用することができる。該製造装置は目的に応じて装置仕様に改良を加えたものであっても構わない。   The present invention is an apparatus for producing a sheet containing fine fibers, in which a multi-layered wire subjected to endless processing is mounted as a paper film-forming belt, and the parts other than the paper film-forming belt are industrially used. Any available continuous paper machine can be used. In particular, an inclined wire type paper machine, a long net type paper machine, and a circular net type paper machine can be suitably used as the sheet-forming production apparatus for sheets of the present invention. The manufacturing apparatus may be an apparatus with an improved specification according to the purpose.

ここで、前記多層化ワイヤーは、前述した理由によりエンドレス加工が施されていることが必要である。エンドレス加工を施した多層化ワイヤーとは、接合部が存在しないように、すなわち多層化ワイヤーのいかなる部分にも接合に伴う不均質部分を含まない仕様として加工された無端状の回転式ベルトであることを意味する。エンドレス化は、まず多層化ワイヤーの基層を製作するときに、例えば製織布を袋織りとして無端状に製織することで実現できる。   Here, the multi-layered wire needs to be subjected to endless processing for the reason described above. An endless multi-layered wire is an endless rotary belt that is processed so that there is no joint, that is, any part of the multi-layered wire does not include a heterogeneous part associated with joining. Means that. The endless process can be realized by, for example, weaving a woven cloth in an endless manner as a bag weaving when the base layer of the multilayered wire is manufactured.

多層化ワイヤーは、1層以上の基層と1層以上のバット層からなることが好ましい。
基層は多層化ワイヤーの補強層として機能し、かつ濾水抵抗の低いものであることが好ましい。具体的には、1/1平織りで無端状に製織、例えば袋織り製織するとか、3/1 1/3などの二重織で無端状に製織、例えば袋織り製織することができる。基層は1層であっても複数の層が積層化されていても構わない。
The multilayered wire is preferably composed of one or more base layers and one or more bat layers.
The base layer preferably functions as a reinforcing layer of the multilayered wire and has a low drainage resistance. Specifically, weaving endlessly with 1/1 plain weave, for example bag weaving, or endless weaving with double weaving such as 3/1 1/3, for example bag weaving. The base layer may be a single layer or a plurality of layers may be laminated.

基層は、ポリアミド繊維やポリエステル繊維から成る、紡績糸やフィラメントの単糸、撚糸又はマルチフィラメントで作られた、織布が用いられるが、特にポリアミドの単糸、撚糸の織布が好ましい。布に使用する糸の繊度は、単糸で200〜2000dtex、撚糸では400〜5000dtex程度の糸材が使われる。基層全体の坪量は300〜800g/m程度の範囲から適宜選択される。 As the base layer, a woven fabric made of spun yarn or filament, twisted yarn or multifilament made of polyamide fiber or polyester fiber is used, and polyamide single yarn or twisted yarn woven fabric is particularly preferable. As the fineness of the yarn used for the fabric, a yarn material of about 200 to 2000 dtex for single yarn and 400 to 5000 dtex for twisted yarn is used. The basis weight of the entire base layer is appropriately selected from 300 to 800 g / m 2 range of about.

バット層は、微細繊維を抄紙する際に実質的なフィルターとして機能する層である。バット層は、微細繊維を濾過できるだけの微細な構造をもつ必要があり、さらに耐久性も併せ持つことが望ましい。バット層についても1層であっても複数の層が積層化されていても構わない。   The vat layer is a layer that functions as a substantial filter when paper making of fine fibers. The batt layer needs to have a fine structure capable of filtering fine fibers, and preferably has durability. The bat layer may be a single layer or a plurality of layers may be laminated.

多層化ワイヤーの基層へのバット層の取り付けは、ニードルパンチ、静電気植毛、スパンボンドやスパンレースなどの繊維積層技術が利用できるが、特にニードルパンチの技術が好ましい。ニードルパンチでは、捲縮性の良い短繊維、例えば10〜50山/5cm程度の捲縮を有する短繊維をバット層として使用することができるので、他の繊維積層技術に比べて基層の厚み方向に均一に、しかも絡合性良くバット層を積層することができる。   For attaching the bat layer to the base layer of the multilayered wire, a fiber lamination technique such as needle punching, electrostatic flocking, spunbonding or spunlace can be used, but the needle punching technique is particularly preferable. In needle punching, short fibers with good crimpability, for example, short fibers having a crimp of about 10-50 threads / 5 cm can be used as the batt layer, so the thickness direction of the base layer compared to other fiber lamination techniques The bat layer can be laminated uniformly and with good entanglement.

バット層は、短繊維が絡合によりバット層厚み方向に積層されて、微細繊維を濾過する層となるが、微細繊維の繊維径が小さいほどバット層を貫通し易いから、微細繊維シートの歩留が悪くなる。
したがって、本発明では微細繊維の高い歩留を維持するために、バット層に熱溶融繊維を含ませて、該バット層を熱処理することで、バット層内の繊維周囲に溶融固着した小片を形成させ、バット層の細孔径を小さくすることにより、微細繊維の高い歩留が発現されるようにすることが好ましい。
The bat layer is a layer in which short fibers are laminated in the thickness direction of the bat layer by entanglement and filters the fine fibers. The smaller the fiber diameter of the fine fibers, the easier it is to penetrate the bat layer. My stay is bad.
Therefore, in the present invention, in order to maintain a high yield of fine fibers, a hot melt fiber is included in the bat layer, and the bat layer is heat-treated to form small pieces that are melted and fixed around the fibers in the bat layer. It is preferable that a high yield of fine fibers is expressed by reducing the pore diameter of the batt layer.

本発明では熱溶融繊維を含むバット層の平均繊度が1dtex〜6dtexであることが好ましく、より好ましくは1dtex〜4dtex、更に好ましくは1dtex〜2dtexの範囲である。バット層の平均繊度が6dtexを超えるものは、多層化ワイヤーのバット層の細孔径を小さくできず、したがってこの多層化ワイヤーを使用した抄紙によるシート材料は、その表面平滑性が悪くなるため、シートの品質が良くない場合がある。一方、平均繊度が1dtexよりも細いとニードルパンチ工程での解繊性が悪くなり、多層ワイヤーのバット層が不均一な密度になりやすく抄紙製膜を効率的かつ均質にできなくなる。   In the present invention, the average fineness of the bat layer containing the hot-melt fiber is preferably 1 dtex to 6 dtex, more preferably 1 dtex to 4 dtex, and still more preferably 1 dtex to 2 dtex. When the average fineness of the batt layer exceeds 6 dtex, the pore diameter of the batt layer of the multilayered wire cannot be reduced. Therefore, the sheet material made from paper using this multilayered wire has a poor surface smoothness. The quality may not be good. On the other hand, if the average fineness is smaller than 1 dtex, the defibration property in the needle punching process is deteriorated, and the bat layer of the multilayer wire tends to have a non-uniform density, making it impossible to efficiently and uniformly form the paper.

本発明では、バット層における熱溶融繊維の含有量は、1重量%〜100重量%が好ましく、より好ましくは5重量%〜75重量%、更に好ましくは10重量%〜50重量%の範囲であって、残部は他のバット繊維から成る。   In the present invention, the content of the hot melt fiber in the batt layer is preferably 1% by weight to 100% by weight, more preferably 5% by weight to 75% by weight, and still more preferably 10% by weight to 50% by weight. The remainder consists of other bat fibers.

本発明では、残部の他のバット繊維は、熱溶融繊維と略同一の繊度の繊維が好ましい。それにより、多層化ワイヤーを使用し、抄紙法により得ることのできる微細繊維を含むシートは、その表面平滑性が良くなるため、品質の良いシートとなる。また、バット層における熱溶融繊維の含有量は多いほど、バット層の細孔径を小さくでき、その結果、抄紙法により得られる前記シートの表面平滑性が良くなるが、多層化ワイヤーの濾水性が悪くなり、抄紙時間が増え、シートの生産効率が下がることとなる。一方、バット層における熱溶融繊維の含有量が少ないほど、前記シート製膜時における微細な繊維の歩留が悪くなり、抄紙効率が下がることとなる。   In the present invention, the remaining other batt fibers are preferably fibers having substantially the same fineness as the hot-melt fibers. As a result, a sheet containing fine fibers that can be obtained by a papermaking method using a multilayered wire is improved in surface smoothness, and thus becomes a high-quality sheet. In addition, the larger the content of the hot melt fiber in the batt layer, the smaller the pore diameter of the batt layer, and as a result, the surface smoothness of the sheet obtained by the papermaking method is improved. It becomes worse, papermaking time increases, and sheet production efficiency decreases. On the other hand, the smaller the content of hot-melt fibers in the batt layer, the worse the yield of fine fibers at the time of forming the sheet, and the lower the papermaking efficiency.

また、バット層は基層の両側(便宜上、多層化ワイヤーにおいて抄紙した湿紙と接触する側を「シート側」と呼び、反対側を「ロール側」と呼ぶものとする。)に設けてもよく、各々のバット層の坪量は、基層のシート側には50〜800g/m、基層のロール側には0〜200g/mが好ましい。バット層の坪量が大きい程、多層化ワイヤーの微細繊維歩留は向上するが、バット層内部への微細繊維の蓄積、いわゆる目詰まりを起こすことがある。また、バット層の坪量が小さいと、多層化ワイヤーの耐久性や微細繊維歩留が悪くなる。 In addition, the batt layer may be provided on both sides of the base layer (for convenience, the side in contact with the wet paper made by the multilayered wire is referred to as the “sheet side” and the opposite side is referred to as the “roll side”). the basis weight of each of the batt layer on the sheet side of the base layer 50 to 800 g / m 2, the roll side of the base layer preferably 0 to 200 g / m 2. The larger the basis weight of the batt layer, the better the fine fiber yield of the multi-layered wire. However, accumulation of fine fibers inside the batt layer, so-called clogging, may occur. Moreover, when the basic weight of a bat layer is small, durability of a multilayer wire and a fine fiber yield will worsen.

前記熱溶融繊維としては、融点が200℃以下の熱溶融樹脂(以下「低融点成分」ともいう。)を含む繊維が好ましく、具体的には融点が200℃以下のポリエチレンやポリプロピレンなどの脂肪族ポリオレフィン、又は融点が200℃以下の共重合ポリアミドや共重合ポリエステルを含む繊維が挙げられる。
熱溶融繊維は前記低融点成分からなる繊維であっても、前記低融点成分を一部含む繊維であってもよい。後者の例としては、前記低融点成分を鞘とし、該低融点線分よりも融点の高い樹脂(「高融点成分」ともいう。)を芯とする芯鞘複合繊維が好ましい。
そして、本発明では、残部の他のバット繊維として、その融点が200℃より高い熱溶融樹脂からなる繊維であって、好ましくはナイロン(ポリアミド)やポリエステル(PET)、又は芳香族ポリアミドなどからなる繊維が使用できる。
なお、熱溶融樹脂の融点は、カットした繊維片の適量をサンプルとし、示差走査熱量計(DSC)により昇温速度10℃/minで昇温させて得られたプロファイルにおける融解(吸熱)ピークの立ち上がり温度にて規定する。
The hot-melt fiber is preferably a fiber containing a hot-melt resin having a melting point of 200 ° C. or lower (hereinafter also referred to as “low melting point component”), and specifically, an aliphatic such as polyethylene or polypropylene having a melting point of 200 ° C. or lower. Examples thereof include polyolefin, or fibers containing a copolymerized polyamide or copolymerized polyester having a melting point of 200 ° C. or lower.
The hot-melt fiber may be a fiber composed of the low melting point component or a fiber partially including the low melting point component. As the latter example, a core-sheath composite fiber having the low melting point component as a sheath and a resin having a higher melting point than the low melting point line segment (also referred to as “high melting point component”) as a core is preferable.
In the present invention, the remaining other batt fibers are fibers made of a hot-melt resin having a melting point higher than 200 ° C., and preferably made of nylon (polyamide), polyester (PET), or aromatic polyamide. Fiber can be used.
The melting point of the heat-melting resin is a melting (endothermic) peak in a profile obtained by using a suitable amount of cut fiber pieces as a sample and raising the temperature by a differential scanning calorimeter (DSC) at a heating rate of 10 ° C./min. It is specified by the rise temperature.

さらに、本発明の製造装置において抄紙製膜用ベルトとして使用する前記多層化ワイヤーを熱処理することで、前記熱溶融繊維又は前記芯鞘複合繊維は、バット層内の繊維周囲に溶融固着した小片を形成し、バット層の細孔径を小さくすることができる。つまり、本発明では、バット層内に繊維によって形成される微細なネットワークが形成され保持されるから、濾過特性(微細繊維の濾別特性と濾水抵抗のバランス)の面で特に好ましい。特に本発明では、熱処理により前記熱溶融繊維又は前記芯鞘複合繊維の繊維表面の接触部が融着結合し、強固な結節点として機能することができる。   Furthermore, by heat-treating the multilayered wire used as a papermaking film forming belt in the production apparatus of the present invention, the hot-melt fiber or the core-sheath composite fiber is obtained by bonding small pieces that are melt-fixed around the fiber in the bat layer. It is possible to reduce the pore diameter of the bat layer. That is, in the present invention, since a fine network formed by fibers is formed and held in the batt layer, it is particularly preferable in terms of filtration characteristics (balance between fine fiber filtration characteristics and drainage resistance). In particular, in the present invention, a contact portion of the fiber surface of the heat-melt fiber or the core-sheath composite fiber is fusion-bonded by heat treatment, and can function as a strong knot.

さらに、本発明の製造装置にて抄紙製膜用ベルトとして使用する前記多層化ワイヤーの通気度が5cc/cm/sec以下、より好ましくは3cc/cm/sec以下、さらに好ましくは、2cc/cm/sec以下であると、微細繊維の歩留まりが高く、微細繊維を含むシートを高い生産性にて製造することができる。
ここで通気度とは、JIS L1096に基づき、東洋精機製「フラジールパーミヤメータ」通気度測定機により、吸込み圧力125Pa(1.27cmAq)時の通気量である。
Furthermore, the air permeability of the multilayered wire used as a papermaking film forming belt in the production apparatus of the present invention is 5 cc / cm 2 / sec or less, more preferably 3 cc / cm 2 / sec or less, more preferably 2 cc / When it is cm 2 / sec or less, the yield of fine fibers is high, and a sheet containing fine fibers can be produced with high productivity.
Here, the air permeability is an air permeability at a suction pressure of 125 Pa (1.27 cmAq) by a “Fragile Permemeter” air permeability measuring device manufactured by Toyo Seiki based on JIS L1096.

次に、本発明の製造装置に装着する多層化ワイヤーの製造方法について記載する。
本発明の多層化ワイヤーは、例えば、
(1)基層を準備する工程、例えば無端状に製織(袋織り)する工程と、
(2)基層のシート側にバット層を取り付ける工程、例えば短繊維をニードルパンチする工程と、
(3)好ましくは、基層のロール側にもバット層を取り付ける工程、例えば短繊維をニードルパンチする工程と、
(4)該バット層を取り付けた該基層を熱処理する工程、例えば一対の平行なロール間に該基層を架張し、ロールを回転させて該基層を周回させながら、熱風及びおよび/又は熱プレスする工程、
とを、
備えた製造方法で製作される。
Next, the manufacturing method of the multilayered wire with which the manufacturing apparatus of the present invention is attached will be described.
The multilayered wire of the present invention is, for example,
(1) a step of preparing a base layer, for example, a step of weaving (bag weaving) endlessly;
(2) A step of attaching a bat layer to the sheet side of the base layer, for example, a step of needle punching short fibers;
(3) Preferably, a step of attaching a bat layer to the roll side of the base layer, for example, a step of needle punching a short fiber,
(4) A step of heat-treating the base layer with the batt layer attached thereto, for example, hot air and / or hot press while stretching the base layer between a pair of parallel rolls and rotating the roll to circulate the base layer The process of
And
It is manufactured by the manufacturing method provided.

工程(1)では、織機に整経糸を仕掛けヘルドにより上下する該整経糸と、シャトルに内在する打ち込み糸とで交織することにより、無端状に製織するものである。
工程(2)と(3)では、予め短繊維をカード機械に仕掛けて解繊し、そのウェッブを前記基層のシート側及びロール側に積層しつつニードルパンチして、基層とバット層とを絡合一体化するものである。
工程(4)では、無端状の基層(バット層が付与された基層)を一対の平行なロール間に掛け入れ、張力を与えて緊張した状態で熱風及び/又は熱プレスロールで熱処理するものである。
In the step (1), the warp yarn is placed on a loom and the warp yarn that is moved up and down by the heald and interwoven with the driving yarn that is inherent in the shuttle, thereby weaving endlessly.
In steps (2) and (3), short fibers are preliminarily placed on a card machine and defibrated, and the web is laminated on the sheet side and roll side of the base layer, and then needle punched to entangle the base layer and the bat layer. It will be integrated.
In the step (4), an endless base layer (a base layer provided with a batt layer) is placed between a pair of parallel rolls and heat-treated with hot air and / or hot press rolls in a tensioned state. is there.

本発明の製造装置は、微細繊維を含むシートを安定に抄紙製膜することを目的とするものであり、抄紙製膜する原料の中に微細繊維が含まれている場合に有効である。
本発明において、微細繊維とは、繊維径が1000nm以下のものを意味し、シートが微細繊維を含む、又は「微細繊維を含むシート」とは、該微細繊維を乾燥シート中に10重量%以上含むこと、及び該シートを意味する。
さらに繊維径とは、走査型電子顕微鏡による該乾燥シートの表面写真から解析して得られる数平均繊維径を意味する。
The production apparatus of the present invention is intended to stably form a sheet containing fine fibers, and is effective when fine fibers are contained in the raw material for film formation.
In the present invention, the fine fiber means one having a fiber diameter of 1000 nm or less, and the sheet contains fine fibers, or the “sheet containing fine fibers” means 10% by weight or more of the fine fibers in the dry sheet. Including and meaning the sheet.
Further, the fiber diameter means a number average fiber diameter obtained by analyzing from a surface photograph of the dried sheet by a scanning electron microscope.

本発明の製造装置を使用して製造することができる微細繊維を含むシートは、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を10重量%以上含有するシートであることが好ましく、より好ましくは繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を50重量%以上含有するシート、さらに好ましくは繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を90重量%以上含有するシートである。本発明の製造装置を使用して、高収率かつ安定にこれらのシートを製膜することが可能である。また、本発明の製造装置を用いれば、10nm以上500nm以下である微細繊維のみからなるシートも好適に製造することが可能となる。乾燥シート中に微細繊維が10重量%よりも少ない含量しか含まれていない場合であっても、本発明の製造装置を用いて製膜することは可能であるが、微細繊維以外の繊維との相互作用により本発明の多層化ワイヤーを使用せず、他の多層化ワイヤーによっても、歩留り良く安定な製膜ができるため本発明の優位性が必ずしも現れない。   The sheet containing fine fibers that can be produced using the production apparatus of the present invention is preferably a sheet containing 10% by weight or more of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm, more preferably fibers. A sheet containing 50% by weight or more of fine fibers having a diameter of 10 nm to 500 nm, more preferably 90% by weight or more of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm. Using the production apparatus of the present invention, it is possible to form these sheets with high yield and stability. Moreover, if the manufacturing apparatus of this invention is used, it will also become possible to manufacture suitably the sheet | seat which consists only of a fine fiber which is 10 nm or more and 500 nm or less. Even if the dry sheet contains less than 10% by weight of fine fibers, it is possible to form a film using the production apparatus of the present invention. The advantage of the present invention does not necessarily appear because the multilayered wire of the present invention is not used due to the interaction, and the other multilayered wires can form a stable film with a high yield.

微細繊維は、抄紙製膜による製造という性格上、短繊維であることが好ましい。近年、繊維径が1000nm以下、又は500nm以下の繊維を、人工的に製造するエレクトロスピニング法や、海島構造の単糸断面をもつ複合繊維から海領域の高分子を溶出洗浄して島部分の微細繊維として抽出する方法が報告されているが、本発明において、これらの方法で製造された長繊維を使用する場合には、一定繊維長にカットした短繊維を使用することが好ましい。   The fine fiber is preferably a short fiber because of the nature of production by papermaking. In recent years, it has been found that the electrospinning method for artificially producing fibers having a fiber diameter of 1000 nm or less or 500 nm or less, or eluting and washing the polymer in the sea region from a composite fiber having a single-thread cross-section with a sea-island structure. Although the method of extracting as a fiber is reported, when using the long fiber manufactured by these methods in this invention, it is preferable to use the short fiber cut into fixed fiber length.

本発明の製造装置を用いたシートの製造において、その原料となる微細繊維のより好ましい様態は、微細なフィブリル構造を有する短繊維からの微細化処理により得られる微細繊維である。天然繊維の場合にはセルロースやキチンのように元々ミクロフィブリルと呼ばれるナノファイバーが生産され、それが高度に集束化して繊維を形成しているものが多いので、天然繊維を水分散体として湿式法による微細化処理を施して得られる微細繊維を好適に使用することができる。この他にも天然繊維として、羊毛、絹、コラーゲン等も微細繊維の原料として使用することができる。これらのうち、極めて汎用性が高く容易に入手でき、比較的容易に500nm以下の繊維径にまで微細化できる点においてセルロース繊維は、本発明の製造装置で生産するシートに含まれる微細繊維の原料として好適に使用することができる。   In the production of a sheet using the production apparatus of the present invention, a more preferable aspect of the fine fiber as the raw material is a fine fiber obtained by a refining treatment from a short fiber having a fine fibril structure. In the case of natural fibers, there are many nanofibers originally called microfibrils, such as cellulose and chitin, which are highly concentrated to form fibers. The fine fiber obtained by performing the refinement | miniaturization process by can be used suitably. In addition, wool, silk, collagen and the like can be used as raw materials for fine fibers as natural fibers. Among these, cellulose fiber is a raw material for fine fibers contained in a sheet produced by the production apparatus of the present invention in that it is extremely versatile and easily available, and can be relatively easily refined to a fiber diameter of 500 nm or less. Can be suitably used.

微細セルロース繊維の原料としては、針葉樹パルプや広葉樹パルプ等のいわゆる木材パルプと非木材パルプを使用することができる。非木材パルプとしては、コットンリンターパルプを含むコットン由来パルプ、麻由来パルプ、バガス由来パルプ、ケナフ由来パルプ、竹由来パルプ、ワラ由来パルプ等を挙げることができる。コットン由来パルプ、麻由来パルプ、バガス由来パルプ、ケナフ由来パルプ、竹由来パルプとは、コットンリントやコットンリンター、麻系のアバカ(例えば、エクアドル産又はフィリピン産のものが多い)、ザイサル、バガス、ケナフ、竹等の原料を蒸解処理による脱リグニン等の精製工程や漂白工程を経て得られる精製パルプを意味する。   As raw materials for fine cellulose fibers, so-called wood pulp and non-wood pulp such as softwood pulp and hardwood pulp can be used. Examples of non-wood pulp include cotton-derived pulp including cotton linter pulp, hemp-derived pulp, bagasse-derived pulp, kenaf-derived pulp, bamboo-derived pulp, and straw-derived pulp. Cotton-derived pulp, hemp-derived pulp, bagasse-derived pulp, kenaf-derived pulp, bamboo-derived pulp are cotton lint, cotton linter, hemp-based abaca (for example, many from Ecuador or the Philippines), Zaisal, bagasse, It means a refined pulp obtained by subjecting raw materials such as kenaf and bamboo to a purification process such as delignification by cooking and a bleaching process.

この他、海藻由来のセルロースやホヤセルロースの精製物もミクロフィブリル化セルロースの原料として使用することができる。また、ミクロフィブリル化セルロースではないが、セルロースミクロフィブリルとして、酢酸菌のようなバクテリアが産生するバクテリアセルロースを使用してもよい。
これらの中でも、原料調達の容易さ、品質の安定度、セルロース純度の観点から、木材由来パルプ、コットン由来パルプ、麻由来パルプ、竹由来パルプ、バガス由来パルプ、及びケナフ由来パルプの中から選ばれる少なくとも一つを選択するのがより好ましい。
In addition, purified seaweed-derived cellulose and sea squirt cellulose can also be used as raw materials for microfibrillated cellulose. Further, although not microfibrillated cellulose, bacterial cellulose produced by bacteria such as acetic acid bacteria may be used as cellulose microfibrils.
Among these, from the viewpoint of ease of raw material procurement, quality stability, and cellulose purity, it is selected from wood-derived pulp, cotton-derived pulp, hemp-derived pulp, bamboo-derived pulp, bagasse-derived pulp, and kenaf-derived pulp. More preferably, at least one is selected.

次に湿式微細化法による微細セルロース繊維の製造例について記載する。微細セルロース繊維の製造には、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、グラインダー等を用いることができる。これらの装置を用いての微細化処理は、セルロース繊維の水分散体に対して実施される。該水分散体中の固形分濃度(後述するようにセルロース以外の繊維や繊維以外のフィラー材が含まれていてもよい)は、上述した叩解処理に準じ、0.5重量%以上4重量%以下、好ましくは0.8重量%以上3重量%以下、より好ましくは1.0重量%以上2.5重量%以下の固形分濃度とすれば、詰まりが発生せず、しかも効率的な微細化処理が達成できる。   Next, an example of producing fine cellulose fibers by a wet refinement method will be described. For the production of fine cellulose fibers, a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a grinder or the like can be used. The refinement | miniaturization process using these apparatuses is implemented with respect to the aqueous dispersion of a cellulose fiber. The solid content concentration in the aqueous dispersion (which may contain fibers other than cellulose and filler materials other than fibers as described later) is 0.5% by weight or more and 4% by weight in accordance with the above-described beating treatment. If the solid content concentration is preferably 0.8% by weight or more and 3% by weight or less, more preferably 1.0% by weight or more and 2.5% by weight or less, clogging does not occur and efficient refinement is achieved. Processing can be achieved.

使用する高圧ホモジナイザーとしては、例えば、ニロ・ソアビ社(伊)のNS型高圧ホモジナイザー、(株)エスエムテーのラニエタイプ(Rモデル)圧力式ホモジナイザー、三和機械(株)の高圧式ホモゲナイザーなどを挙げることができ、これらの装置とほぼ同様の機構で微細化を実施する装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。
超高圧ホモジナイザーとしては、みづほ工業(株)のマイクロフルイダイザー、吉田機械興業(株)ナノマイザー、(株)スギノマシーンのアルティマイザーなどの高圧衝突型の微細化処理機を意味し、これらの装置とほぼ同等のレベルで微細化を実施できる装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。
グラインダー型微細化装置としては、(株)栗田機械製作所のピュアファインミル、増幸産業(株)のスーパーマスコロイダーに代表される石臼式摩砕型を挙げることができるが、これらの装置とほぼ同等のレベルで微細化を実施できる装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。
Examples of high-pressure homogenizers used include NS type high-pressure homogenizers from Niro Soabi (Italy), SMT's Lanier type (R model) pressure-type homogenizers, and Sanwa Kikai Co., Ltd. high-pressure homogenizers. Any device other than these devices may be used as long as the device performs miniaturization by a mechanism substantially similar to those of these devices.
Ultra-high pressure homogenizers mean high-pressure collision type miniaturizers such as Mizuho Kogyo Co., Ltd. microfluidizer, Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd. Nanomizer, and Suginoma Machine Co., Ltd. Any device other than these may be used as long as the device can be miniaturized at substantially the same level.
Examples of the grinder-type miniaturization equipment include the pure fine mill of Kurita Machinery Co., Ltd. and the stone mill type grinding machine represented by the supermass colloider of Masuko Sangyo Co., Ltd. Any device other than these devices may be used as long as the device can be miniaturized at the same level.

微細化セルロース繊維の繊維径は、高圧ホモジナイザー等による微細化処理の条件(装置の選定や操作圧力及びパス回数)又は該微細化処理前の前処理の条件(例えば、オートクレーブ処理、酵素処理、叩解処理等)によって制御することができる。例えば、微細化処理として高圧ホモジナイザーを用いる場合には、操作圧は、50MPa以上、好ましくは80MPa以上とし、好ましくは2パス以上、より好ましくは3パス以上の回数、処理を行うと、本発明の製造装置で生産するシート材料の原料としての微細セルロース繊維が水等の溶媒に分散したスラリーを好適に得ることができる。   The fiber diameter of the refined cellulose fiber is determined based on the conditions for refinement using a high-pressure homogenizer (selection of equipment and operating pressure and number of passes) or pretreatment conditions before the refinement (for example, autoclave treatment, enzyme treatment, beating Control). For example, when a high-pressure homogenizer is used as the refining treatment, the operation pressure is 50 MPa or more, preferably 80 MPa or more, preferably 2 passes or more, more preferably 3 passes or more. A slurry in which fine cellulose fibers as a raw material for a sheet material produced by a production apparatus are dispersed in a solvent such as water can be suitably obtained.

また、原料パルプから微細セルロース繊維への微細化においては、100℃以上の温度での水中含浸下でのオートクレーブ処理、叩解処理、酵素処理等、又はこれらの組み合わせによって、原料パルプを微細化し易い状態に前処理しておくことは場合によっては有効である。
これらの処理は、微細化処理の負荷を軽減するだけでなく、セルロース繊維を構成するミクロフィブリルの表面や間隙に存在するリグニンやヘミセルロースなどの不純物成分を水相へ排出し、その結果、微細化された繊維のα−セルロース純度を高める効果もあるため、大変有効であることもある。
In addition, in the refinement from raw pulp to fine cellulose fibers, the raw pulp can be easily refined by autoclave treatment, beating treatment, enzyme treatment, etc. under impregnation in water at a temperature of 100 ° C. or higher, or a combination thereof. It is effective in some cases to pre-process.
These treatments not only reduce the load of the micronization process, but also discharge impurities components such as lignin and hemicellulose that exist on the surface and gaps of the microfibrils that make up the cellulose fibers to the water phase, resulting in micronization. Since it also has the effect of increasing the α-cellulose purity of the prepared fibers, it may be very effective.

また、叩解処理工程においては、原料パルプを0.5重量%以上4重量%以下、好ましくは0.8重量%以上3重量%以下、より好ましくは1.0重量%以上2.5重量%以下の固形分濃度となるように水に分散させ、まずビーターやディスクレファイナー(ダブルディスクレファイナー)のような叩解装置でフィブリル化を高度に促進させる。ディスクレファイナーを用いる場合には、ディスク間のクリアランスを極力狭く(例えば、0.1mm以下)設定して、処理を行うと、極めて高度な叩解(フィブリル化)が進行するので、高圧ホモジナイザー等による微細化処理の条件を緩和でき、有効な場合がある。   In the beating treatment step, the raw material pulp is 0.5% by weight to 4% by weight, preferably 0.8% by weight to 3% by weight, more preferably 1.0% by weight to 2.5% by weight. First, fibrillation is promoted to a high degree by a beating device such as a beater or a disc refiner (double disc refiner). When a disc refiner is used, if the clearance between the discs is set as narrow as possible (for example, 0.1 mm or less) and processing is performed, extremely advanced beating (fibrillation) proceeds, so a high-pressure homogenizer or the like is used. The conditions for the miniaturization treatment can be relaxed and may be effective.

また、天然繊維ではない再生繊維や合成繊維を微細化繊維の原料として使用することもできる。繊維径が500nm以下になり易い繊維は、高度に繊維軸に配向し、フィブリル化し易い繊維であるが、そのような繊維の例として、キュプラ繊維、リヨセル、テンセル等の再生セルロース繊維、各種ポリアクリロニトリル系繊維、パラ型アラミド繊維等を挙げることができるが、これらに限定されない。合成繊維に関しても、その微細化処理においては前記セルロース繊維の微細化処理に準じることにより微細化繊維を得ることができる。前述した前処理を含む微細化の各工程においては複数種の繊維を混在させて処理を行っても構わない。   In addition, recycled fibers and synthetic fibers that are not natural fibers can be used as raw materials for the refined fibers. Fibers whose fiber diameter is likely to be 500 nm or less are fibers that are highly oriented in the fiber axis and easily fibrillated. Examples of such fibers include regenerated cellulose fibers such as cupra fibers, lyocell, and tencel, and various polyacrylonitriles. Examples thereof include, but are not limited to, system fibers and para-type aramid fibers. As for the synthetic fiber, the refined fiber can be obtained by following the refinement process of the cellulose fiber in the refinement process. In each step of miniaturization including the pretreatment described above, a plurality of types of fibers may be mixed to perform the treatment.

本発明の製造装置にて生産するシートの原料として、微細繊維以外の短繊維が含まれていても、フィラー材のような繊維以外の材料であっても構わない。このような場合、あるいは前述した複数種の微細繊維が混在する場合には、得られるシートは複合化シートとなる。
微細繊維以外の短繊維としては、前述した微細繊維の原料繊維から得られる繊維径が1000nmよりも大きな短繊維(例えば、平均繊維径が5μmのレーヨン短繊維や木材パルプを叩解工程によってフィブリル化させたフィブリル化セルロース繊維(数μm〜10μm程度の繊維径の幹繊維は残存している))や全く異なる素材の短繊維(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ナイロン繊維、ポリウレタン繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリケトン繊維、ポリスルホン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、セルロースジアセテート繊維、セルローストリアセテート繊維等)、該短繊維を叩解処理等によりフィブリル化させた繊維を挙げることができるが、これらに限定されない。
The raw material of the sheet produced by the production apparatus of the present invention may contain short fibers other than fine fibers, or may be a material other than fibers such as a filler material. In such a case, or when the above-described plural types of fine fibers are mixed, the obtained sheet is a composite sheet.
As short fibers other than fine fibers, short fibers having a fiber diameter larger than 1000 nm obtained from the above-mentioned fine fiber raw fibers (for example, rayon short fibers having an average fiber diameter of 5 μm or wood pulp are fibrillated by a beating process. Fibrillated cellulose fibers (main fibers with a fiber diameter of several μm to 10 μm remain) and short fibers of completely different materials (for example, polyethylene terephthalate (PET) fibers, nylon fibers, polyurethane fibers, polyolefin fibers) , Polyketone fiber, polysulfone fiber, polyvinyl chloride fiber, cellulose diacetate fiber, cellulose triacetate fiber, and the like), and fibers obtained by fibrillating the short fibers by a beating treatment or the like, but are not limited thereto.

また、前述フィラー材としては無機繊維、無機粒子、高分子粒子を挙げることができる。無機繊維としては、後述する分散媒体に溶解しない繊維であって、ガラス繊維、金属繊維や高分子繊維を焼成、炭化させて得られるカーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどの炭素系繊維を挙げることができるがこれらに限定されない。   Examples of the filler material include inorganic fibers, inorganic particles, and polymer particles. Examples of the inorganic fibers include fibers that do not dissolve in the dispersion medium described later, and carbon fibers such as carbon nanofibers and carbon nanotubes obtained by firing and carbonizing glass fibers, metal fibers, and polymer fibers. However, it is not limited to these.

無機粒子としては、フュームドシリカ、コロイダルシリカのようなシリカ粒子、スメクタイトのような板状無機粒子、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、チタン酸バリウムのような金属酸化物粒子や金、銀、銅、鉄、ニッケル等の金属粒子を挙げることができる。粒子形状も球状のものだけでなくウィスカー状やその他異形形状を有する粒子も使用することができるが、これらに限定されない。   Inorganic particles include silica particles such as fumed silica and colloidal silica, plate-like inorganic particles such as smectite, metal oxide particles such as titanium oxide, alumina, zinc oxide and barium titanate, gold, silver and copper. And metal particles such as iron and nickel. The particle shape may be not only spherical but also whisker-like or other irregularly shaped particles, but is not limited thereto.

高分子粒子としては、スチレン−ブタジエン系(SB)ラテックス、アクリル系ラテックス、各種ゴム系ラテックス、ポリ塩化ビニリデン系ラテックス、ウレタン系ラテックスをはじめとする各種ラテックスの他に、ポリオレフィン系粒子、ポリメチルメタクリレート系粒子、ポリアミド系粒子、ポリエステル系粒子、全芳香族ポリアミド系粒子、ポリイミド系粒子、ポリカーボネート系粒子、結晶セルロースのようなセルロース系粒子、ポリアセタール系粒子等を挙げることができるが、これらに限定されない。   Polymer particles include styrene-butadiene (SB) latex, acrylic latex, various rubber latexes, polyvinylidene chloride latex and urethane latex, as well as polyolefin particles and polymethyl methacrylate. -Based particles, polyamide-based particles, polyester-based particles, wholly aromatic polyamide-based particles, polyimide-based particles, polycarbonate-based particles, cellulose-based particles such as crystalline cellulose, polyacetal-based particles, and the like, but are not limited thereto. .

さらに、本発明の製造装置を用いて製造する微細繊維を含むシートには、水溶性高分子、界面活性剤、抄紙用分散液中に金属イオンの形で導入される金属塩のような添加剤類も含まれていても構わない。これらは、抄紙用分散液を安定化させるだけでなく、得られるシートの品質向上(膜質均一性の向上、強度の向上等)にも寄与する場合がある。   Further, the sheet containing fine fibers produced using the production apparatus of the present invention includes an additive such as a water-soluble polymer, a surfactant, and a metal salt introduced in the form of metal ions into the papermaking dispersion. Kinds may also be included. These may not only stabilize the papermaking dispersion but also contribute to improving the quality of the resulting sheet (improving film quality uniformity, improving strength, etc.).

次に、本発明の製造装置を使用した微細繊維を含むシートの製造方法について記載する。
本発明に係る微細繊維を含むシートの製造方法は、以下の工程:
前記した製造装置を使用して、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の全固形分中に占める割合が10重量%以上である分散液から、前記多層化ワイヤー上で湿紙を形成させる抄紙工程、及び
前記抄紙工程で得た湿紙を、プレス工程、乾燥工程又は溶剤置換工程のいずれかに搬送する工程、
を含む、微細繊維を含むシートの製造方法である。
Next, the manufacturing method of the sheet | seat containing the fine fiber using the manufacturing apparatus of this invention is described.
The method for producing a sheet containing fine fibers according to the present invention includes the following steps:
Using the manufacturing apparatus described above, wet paper is formed on the multilayered wire from the dispersion liquid in which the proportion of the fine fibers having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm in the total solid content is 10 wt% or more. A step of conveying the wet paper obtained in the paper making step and the paper making step to any of a pressing step, a drying step, or a solvent replacement step;
It is a manufacturing method of the sheet | seat containing a fine fiber containing.

抄紙工程においては前述したエンドレス加工を施した多層化ワイヤーを装着した抄紙機に抄紙用の分散液を供給し、抄紙を行う。このときの抄紙用分散液としては、前記微細繊維を溶媒中に分散させた分散体、又は前記微細繊維と微細繊維以外の材料とを混合して溶媒中に分散させた分散体を用いる。いずれの場合においても微細繊維は単一種であっても複数種であっても構わない。   In the papermaking process, papermaking dispersion is supplied to a papermaking machine equipped with the multi-layered wire that has been subjected to the endless processing described above. As the papermaking dispersion at this time, a dispersion in which the fine fibers are dispersed in a solvent, or a dispersion in which the fine fibers and materials other than the fine fibers are mixed and dispersed in a solvent is used. In any case, the fine fibers may be single type or plural types.

溶媒としては、通常水を用いるが、場合によってエタノール、イソブタノール等の水へ溶解する有機溶媒の水溶液、n−デカン、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール等の水に対し相分離する有機溶媒を含むO/W型エマルジョンを用いても構わない。有機溶媒の水溶液を溶媒に用いる場合には水溶液中に溶解する有機溶媒の重量濃度は80重量%以下、より好ましくは50重量%以下であると、微細な孔径を有する微細繊維を含むシートが得られ易くなる。また、O/W型エマルジョンを溶媒に用いる場合にはエマルジョン中に分散する油滴重量の濃度は、5重量%以下、より好ましくは2重量%以下であると微細な孔径を有しかつ均質性に優れた微細繊維を含むシートを、有機溶媒置換による製造方法よりも低コストで得ることができる。
該分散液中に含まれる微細繊維の全固形分中に占める割合が10重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは90重量%以上であると本発明の製造装置を用いて高収率かつ安定に微細繊維を含むシートを製膜することができる。
As the solvent, water is usually used, but in some cases, an aqueous solution of an organic solvent that dissolves in water such as ethanol or isobutanol, or an organic solvent that phase-separates into water such as n-decane, n-hexanol, or n-heptanol is included. An O / W type emulsion may be used. When an aqueous solution of an organic solvent is used as the solvent, the weight concentration of the organic solvent dissolved in the aqueous solution is 80% by weight or less, more preferably 50% by weight or less, whereby a sheet containing fine fibers having a fine pore diameter is obtained. It becomes easy to be done. Further, when an O / W type emulsion is used as a solvent, the concentration of the weight of the oil droplets dispersed in the emulsion is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less. Can be obtained at a lower cost than the production method by organic solvent substitution.
When the proportion of the fine fibers contained in the dispersion in the total solid content is 10% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, the production apparatus of the present invention is used to obtain high yield. A sheet containing fine fibers can be formed efficiently and stably.

抄紙用の分散液から品質のよいシート材料を得るためには各種成分を配合した後の分散条件も重要である。安定かつ高効率な抄紙製膜を達成するためには、該分散液中の全固形分濃度は好ましくは0.05重量%以上0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以上0.4重量%以下、さらに好ましくは0.13重量%以上0.3重量%以下とするとよい。また、分散液を調製する際の分散条件は、ディスパー型の分散機、叩解機、高速ホモジナイザー、グラインダー等を用いた高度な分散処理を適宜施すと均一性に優れたシートを得ることができるので好ましい。また、分散時には、特許文献1にも記載されているように、高度な分散条件により個々の微細繊維が独立分散するような状態よりも微細繊維が緩やかに絡み合った状態の方が、得られるシートの物性面(絡み合い多数のための強度の向上)と生産面(抄紙時の水の抜けるルートが確保され易く、濾水性に優れる)の両面で好適であるので、処方に応じた最適の分散条件を設定することが重要である。   In order to obtain a high-quality sheet material from a papermaking dispersion, the dispersion conditions after blending various components are also important. In order to achieve stable and highly efficient papermaking, the total solid concentration in the dispersion is preferably 0.05% by weight to 0.5% by weight, more preferably 0.1% by weight to 0%. .4% by weight or less, more preferably 0.13% by weight or more and 0.3% by weight or less. In addition, the dispersion conditions for preparing the dispersion liquid are such that a sheet with excellent uniformity can be obtained by appropriately performing advanced dispersion treatment using a disper-type disperser, beating machine, high-speed homogenizer, grinder, etc. preferable. In addition, at the time of dispersion, as described in Patent Document 1, a sheet in which the fine fibers are gradually entangled rather than a state in which the individual fine fibers are independently dispersed by advanced dispersion conditions is obtained. Is ideal for both physical properties (improvement of strength due to numerous entanglements) and production (easy to secure a route for water removal during paper making and excellent drainage). It is important to set

抄紙用分散液は本発明の製造装置である前記多層化ワイヤーを装着した抄紙機に前記多層化ワイヤーを介して供給され、該多層化ワイヤー上で抄紙による製膜が進行する。抄紙工程では、サクションによる減圧制御を行うと濾水が効率的に進行し、生産性も向上する。該抄紙工程を経て微細繊維を含む湿紙が得られるが湿紙の固形分率は、好ましくは5重量%以上50重量%以下、より好ましくは8重量%以上40重量%以下とすると湿紙は次の工程へと容易に搬送できるだけの湿紙強度を有するので好ましい。湿紙の固形分率が5重量%よりも小さいと湿紙強度が弱く、次工程への搬送が困難となるので好ましくなく、一方、湿紙の固形分率が50重量%よりも大きいと、抄紙工程において後述する強力な予備乾燥が必要となり、該予備乾燥によって抄紙機に装着された多層化ワイヤーの耐久性が損なわれるため、好ましくない。   The papermaking dispersion is supplied via the multilayered wire to the papermaking machine equipped with the multilayered wire, which is the production apparatus of the present invention, and film formation by papermaking proceeds on the multilayered wire. In the papermaking process, if pressure reduction control by suction is performed, drainage efficiently proceeds and productivity is improved. A wet paper containing fine fibers is obtained through the paper making process, but the wet paper has a solid content of preferably 5% by weight to 50% by weight, more preferably 8% by weight to 40% by weight. It is preferable because it has a wet paper strength that can be easily transported to the next step. If the solid content of the wet paper is less than 5% by weight, the wet paper strength is weak and undesirably difficult to convey to the next step, while if the solid content of the wet paper is more than 50% by weight, In the paper making process, a powerful pre-drying described later is necessary, and the durability of the multilayered wire mounted on the paper machine is impaired by the pre-drying, which is not preferable.

本発明の製造方法で製造することのできる微細繊維を含むシート(抄紙直後は「湿紙」)は、従来の短繊維から成る湿紙の製造工程とは異なり、極めて微細なネットワーク構造を有しているため、保液性が高い。従って、サクション等による濾過だけでは湿紙は上記固形分率に到達しないこともある。このような場合には、前記多層化ワイヤーが装着された抄紙工程中に予備プレスパートを設け脱水を行う、あるいは加熱ロールによる予備乾燥パートを設け固形分率を向上させることも有効である。但し、予備乾燥パートを設ける場合には、予備乾燥によって加熱ロールに接触する多層化ワイヤーの耐久性に悪影響を及ぼさない条件に設定する必要がある。具体的には、予備乾燥ロールの表面温度は、好ましくは100℃以下、より好ましくは60℃以下に設定すると、本発明の多層化ワイヤーは寸法安定性が良く熱劣化など悪影響を及ぼすことが少なくなる。なお、予備乾燥が本発明の多層化ワイヤーに影響を与える場合は、基層又はバット層の短繊維の材質を適宜選択することで対応することができる。
以上の抄紙工程で得られた湿紙は、プレス工程、乾燥工程、溶剤置換工程の少なくともいずれか1つに搬送される。搬送はいずれも単純に湿紙を次工程に送るか、又は接触・転写させるかのいずれかによって行う。抄紙工程における前記予備プレスパートにおけるプレスロールに一旦、転写させてピックアップする方法も場合によっては有効である。
The sheet containing fine fibers that can be produced by the production method of the present invention (“wet paper” immediately after papermaking) has a very fine network structure, unlike the conventional production process of wet paper made of short fibers. Therefore, liquid retention is high. Therefore, the wet paper may not reach the solid content rate only by filtration using suction or the like. In such a case, it is also effective to provide a pre-press part during the paper making process where the multilayered wire is attached to perform dehydration, or to provide a pre-dry part by a heating roll to improve the solid content rate. However, when the preliminary drying part is provided, it is necessary to set the conditions so as not to adversely affect the durability of the multilayered wire contacting the heating roll by preliminary drying. Specifically, when the surface temperature of the pre-drying roll is preferably set to 100 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, the multilayered wire of the present invention has good dimensional stability and less adverse effects such as thermal deterioration. Become. In addition, when preliminary drying affects the multilayered wire of this invention, it can respond by selecting the material of the short fiber of a base layer or a batt layer suitably.
The wet paper obtained in the above papermaking process is conveyed to at least one of a pressing process, a drying process, and a solvent replacement process. In any case, the conveyance is performed either by simply sending the wet paper to the next process or by contacting or transferring the wet paper. In some cases, a method of once transferring and picking up a press roll in the preliminary press part in the paper making process is also effective.

プレス工程は、さらなる脱水によって湿紙の強度を向上させる、又は湿紙の厚みを制御するために有効である。乾燥工程は、ドラムドライヤーのような乾燥収縮を低減できる乾燥法によるのが好ましいが、シートの組成が微細セルロース繊維のような乾燥収縮が極めて大きな繊維を含まない場合や含んでいても、その分率が比較的少ない場合、さらには抄紙工程の予備乾燥によって湿紙の固形分率が30重量%以上となっている場合には、連続式熱風乾燥機や連続式赤外線乾燥機による乾燥も有効である。   The pressing step is effective for improving the wet paper strength by further dehydration or controlling the wet paper thickness. The drying process is preferably performed by a drying method that can reduce drying shrinkage such as a drum dryer. However, even when the composition of the sheet does not contain or includes fibers with extremely large drying shrinkage such as fine cellulose fibers, the drying process can be performed accordingly. If the rate is relatively small, and if the wet paper solid content is 30% by weight or more due to preliminary drying in the papermaking process, drying with a continuous hot air dryer or continuous infrared dryer is also effective. is there.

さらに、微細セルロース繊維の集合体に見られるように、乾燥収縮が大きな微細繊維を含むシートの製造において、高空孔率で通気性をもつシートとするためには、抄紙工程の後、湿紙の媒体である水をより表面張力の小さな有機溶剤(例えば、エチルアルコール、イソプロパノール、エチルセロソルブ、メチルエチルケトン等)又は有機溶媒/水の混合溶液へ置換する溶剤置換工程へ搬送し、その後乾燥工程にて有機溶剤を乾燥させシートを製造することも場合によっては有効である。   Furthermore, as seen in the aggregate of fine cellulose fibers, in the production of a sheet containing fine fibers having a large drying shrinkage, in order to obtain a sheet having high porosity and air permeability, The medium, water, is transported to an organic solvent with a lower surface tension (for example, ethyl alcohol, isopropanol, ethyl cellosolve, methyl ethyl ketone, etc.) or a mixed solution of organic solvent / water. It is also effective in some cases to produce a sheet by drying the solvent.

いずれにしても本発明の製造方法を用いた抄紙工程により微細繊維を含むシート(湿紙)を製造した後、湿紙をプレス工程、乾燥工程、溶剤置換工程の少なくともいずれか1つの工程へと搬送、処理し、いずれも最終的には乾燥工程をへてシートを乾燥させて巻き取る。製品要求に応じて、場合によっては加熱カレンダー処理を含むカレンダー処理、スリット処理等を施して製品とする。   Anyway, after manufacturing the sheet | seat (wet paper) containing a fine fiber by the paper making process using the manufacturing method of this invention, a wet paper is turned into at least any one process of a press process, a drying process, and a solvent substitution process. In both cases, the sheet is conveyed and processed, and finally the sheet is dried by a drying process and wound. Depending on the product requirements, in some cases, a calendar process including a heating calendar process, a slit process, and the like are performed to obtain a product.

図1と図2に、微細繊維を含むシートを製造するための本発明の製造装置及び後工程装置の例を示す。
図1の例においては、傾斜ワイヤー式抄紙機の抄紙工程A10にエンドレス加工を施した多層化ワイヤーA21が装着されている。抄紙用分散液は供給パートA22から供給され、液溜りを形成し、ワイヤーの走行と共にウェットサクションパートA23の減圧脱水装置により徐々に脱水され、湿紙を形成する。湿紙はさらにドライサクションパートA24による脱水を経由した後、抄紙工程A10内に設置されたプレスロールA25によるプレス処理によりさらに脱水されると同時に、プレスロール面に転写、ピックアップされる。抄紙工程A10からピックアップされた湿紙は再度、プレスロールA27を含むプレス機A11に渡され、さらなる脱水を施され、乾燥機A12へと送られる。乾燥機A12では、湿紙はフェルト層A28と合わされ、ドラムドライヤーA29と接触し、乾燥シートを形成する。乾燥工程A機を経て、得られた乾燥シートは巻き取り機A13によってロール状に巻き取られる。
1 and 2 show examples of the production apparatus and the post-process apparatus of the present invention for producing a sheet containing fine fibers.
In the example of FIG. 1, a multi-layered wire A21 subjected to endless processing is attached to the paper making process A10 of the inclined wire type paper machine. The papermaking dispersion is supplied from the supply part A22, forms a liquid pool, and is gradually dehydrated by the reduced pressure dehydrator of the wet suction part A23 as the wire travels to form wet paper. The wet paper is further dehydrated by the dry suction part A24, and then further dehydrated by the press treatment by the press roll A25 installed in the paper making process A10. At the same time, the wet paper is transferred and picked up on the press roll surface. The wet paper picked up from the paper making process A10 is transferred again to the press A11 including the press roll A27, further dehydrated, and sent to the dryer A12. In the dryer A12, the wet paper is combined with the felt layer A28 and comes into contact with the drum dryer A29 to form a dry sheet. The dried sheet obtained through the drying step A is wound up in a roll by a winder A13.

また、図2の例では、図1と同様、傾斜ワイヤー式抄紙機の抄紙工程A10にエンドレス加工を施した多層化ワイヤーA21が装着されている。抄紙用分散液は供給パートA22から供給され、ウェットサクションパートA23、ドライサクションパートA24による脱水を経由して湿紙を形成するのは図1の例と同じである。その後、予備乾燥ロールA30により湿紙中の固形分率を増大させ、湿紙の自立性を高めた状態にして、乾燥機A12へと搬送する。乾燥工程では、湿紙はフェルト層A28と合わされ、ドラムドライヤーA29と接触し、乾燥シートを形成する。乾燥工程を経て、得られた乾燥シートはカレンダー処理機A14を経て薄膜化と同時に表面平滑性を向上させ、巻き取り機A13によってロール状に巻き取られる。図1および図2に示した製造装置の例は本発明の実施の形態の一例であって、これらに限定されるものではない。   In the example of FIG. 2, similarly to FIG. 1, a multilayered wire A <b> 21 that has been subjected to endless processing in the paper making process A <b> 10 of the inclined wire type paper machine is mounted. The papermaking dispersion is supplied from the supply part A22, and the wet paper is formed through dehydration by the wet suction part A23 and the dry suction part A24 as in the example of FIG. Thereafter, the solid content rate in the wet paper is increased by the pre-drying roll A30, and the wet paper is made self-supporting and conveyed to the dryer A12. In the drying process, the wet paper is combined with the felt layer A28 and contacts the drum dryer A29 to form a dry sheet. The dried sheet obtained through the drying process is thinned through the calendar processing machine A14 and simultaneously improved in surface smoothness, and is wound up in a roll by the winder A13. The example of the manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is an example of the embodiment of the present invention, and is not limited to these.

本発明の製造装置及び製造方法によって提供されるシート材料は、用途目的に応じた仕様として作製することにより、各種蓄電デバイス用のセパレータ、液体フィルターや水処理膜、エアフィルターのような各種機能性フィルター、医療用の分離フィルター、生活製品等における拭き取り用シートをはじめ、各種機能紙、吸収材料、医療材料用の支持体材料としても適用できるだけでなく、エポキシ樹脂等の各種の樹脂と複合化させることにより、半導体デバイスや配線基板用の基板、低線膨張率材料のフレキシブル基材等広範囲の分野で利用することができる。   The sheet material provided by the production apparatus and production method of the present invention is produced as a specification according to the purpose of use, and various functionalities such as separators for various power storage devices, liquid filters, water treatment membranes, and air filters. Not only can it be used as a filter, medical separation filter, wiping sheet for daily products, various functional papers, absorbent materials, and support materials for medical materials, it can also be combined with various resins such as epoxy resins. Thus, it can be used in a wide range of fields, such as substrates for semiconductor devices and wiring boards, and flexible base materials of low linear expansion coefficient materials.

以下、実施例及び比較例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1、2)
図3に示す構造をもつ多層化ワイヤーB10を装着した傾斜ワイヤー型抄紙機を含む図1に示すシート製造装置によって、微細繊維を含むシートを作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples.
(Examples 1 and 2)
The sheet | seat containing a fine fiber was produced with the sheet | seat manufacturing apparatus shown in FIG. 1 containing the inclination wire type paper machine equipped with multilayered wire B10 which has the structure shown in FIG.

(1)多層化ワイヤーの作製
図3に示すように、多層化ワイヤーB10は、織布からなる基層B30と、基層のシート側の表面に形成された第1バット層B22と、ロール側(基層のシート側とは反対の側)の表面に形成された第2バット層B23と、前記第1バット層のシート側の表面に配されたシート接触側バット層B21とからなる。
基層B30は、360dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を6本撚りした糸を経糸に、360dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を4本撚りした糸を緯糸に1/1組織で製織した。基層の坪量は350g/mである。
基層B30は、図3では1/1平織り製織布であるが、多重製織布であってもよい。製織布の経糸及び緯糸の材質として、ナイロンやポリエステル(PET)、芳香族ポリアミド、およびポリパラフィニレンスルフィド(PPS)などの中から適宜選択して使用することができる。
(1) Production of Multilayered Wire As shown in FIG. 3, the multilayered wire B10 includes a base layer B30 made of woven fabric, a first butt layer B22 formed on the sheet side surface of the base layer, and a roll side (base layer). The second butt layer B23 formed on the surface opposite to the sheet side) and the sheet contact side butt layer B21 disposed on the sheet side surface of the first butt layer.
The base layer B30 was woven in a 1/1 structure with six yarns of 360 dtex 6 nylon monofilaments twisted as warps and four yarns of 360 dtex 6 nylon monofilaments single yarn as wefts. The basis weight of the base layer is 350 g / m 2 .
The base layer B30 is a 1/1 plain weave woven fabric in FIG. 3, but may be a multiple woven fabric. As materials for the warp and weft of the woven fabric, nylon, polyester (PET), aromatic polyamide, polyparafinylene sulfide (PPS) and the like can be appropriately selected and used.

基層B30のシート側又はロール側に形成されたバット層B21、B22、B23は、ナイロン短繊維(ステープルファイバー)とナイロンの熱溶融繊維(芯鞘複合繊維)から構成され、ニードルパンチにより、それぞれ、基層B30のシート側及びロール側に絡合一体化されている。
それぞれのバット層の坪量、短繊維の平均繊度、バット層における芯鞘複合繊維の含有量等を、以下の表1に示す。
The batt layers B21, B22, B23 formed on the sheet side or roll side of the base layer B30 are composed of nylon short fibers (staple fibers) and nylon hot-melt fibers (core-sheath composite fibers). It is intertwined and integrated with the sheet side and the roll side of the base layer B30.
Table 1 below shows the basis weight of each bat layer, the average fineness of short fibers, the content of core-sheath composite fibers in the bat layer, and the like.

Figure 0005551905
Figure 0005551905

芯鞘複合繊維は3.3dtexの太さを用いたが、本発明の芯鞘繊維は、温度25℃での絶対粘度が80mPa・s以上である高分子量ナイロンからなる芯成分(融点225℃)と、この芯成分よりも低融点のナイロン(例えば共重合ナイロン)からなる鞘成分(融点140℃)とから構成されている。   The core-sheath composite fiber used has a thickness of 3.3 dtex. However, the core-sheath fiber of the present invention has a core component (melting point: 225 ° C.) made of high molecular weight nylon having an absolute viscosity of 80 mPa · s or more at a temperature of 25 ° C. And a sheath component (melting point: 140 ° C.) made of nylon (for example, copolymer nylon) having a melting point lower than that of the core component.

無端状に製織した基層B30に、B21、B22、B23のバット層をニードルパンチにて絡合した後、2本のロール間にヒーターとロールプレス装置を備えた、高圧プレスドライヤーに仕掛け、140℃−2m/minで20Kg/cmでプレスした多層化ワイヤーB10−MW1と、140℃−2m/minで40Kg/cmでプレスした多層化ワイヤーB10−MW2を製作した。140℃−20Kg/cm品は、通気度4.3cc/cm/sec、表面平滑度Ra=5.4μm、140℃−40Kg/cm品は、通気度1.8cc/cm/sec、表面平滑度Ra=4.5μmを得た。 Bent layers of B21, B22, and B23 are entangled with an endlessly woven base layer B30 by a needle punch, and then placed in a high-pressure press dryer equipped with a heater and a roll press device between two rolls. A multilayered wire B10-MW1 pressed at −2 m / min at 20 Kg / cm and a multilayered wire B10-MW2 pressed at 140 ° C. at 2 m / min at 40 Kg / cm were produced. 140 ° C.-20 Kg / cm product has air permeability 4.3 cc / cm 2 / sec, surface smoothness Ra = 5.4 μm, 140 ° C.-40 Kg / cm product has air permeability 1.8 cc / cm 2 / sec, surface Smoothness Ra = 4.5 μm was obtained.

表面平滑度は、JIS B0601-2001に基づき、東京精密製「サーフコム」表面粗さ測定機により、評価長さ10mm、カットオフ値2.5mm、測定速度0.6mm/秒における表面平滑度である。   The surface smoothness is the surface smoothness at an evaluation length of 10 mm, a cut-off value of 2.5 mm, and a measurement speed of 0.6 mm / sec by a “Surfcom” surface roughness measuring machine manufactured by Tokyo Seimitsu based on JIS B0601-2001. .

(2)抄紙用分散液の調製
微細繊維の原料としてコットンリンターパルプ(日本紙パルプ商事(株))を使用し、微細繊維の分散液を調製した。該パルプを固形分1.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、叩解装置として相川鉄工(株)製SDR14型ラボリファイナー(加圧型DISK式)を用い、ディスク間のクリアランスを1mmとして400Lの該水分散体に対して、20分間叩解処理を進めた後、引き続いてクリアランスをほとんどゼロに近いレベルにまで低減させた条件下で20分間叩解処理を続けた。均一かつ粘調な白色の叩解スラリーを得た。得られた叩解スラリーを、そのまま高圧ホモジナイザー(ニロ・ソアビ社(伊)製NS3015H)を用いて操作圧力100MPa下で5回の微細化処理を実施し、数平均繊維径が102μmである微細セルロース繊維の水分散体(固形分濃度:1.5重量%)、M1を得た。
(2) Preparation of dispersion for papermaking Cotton linter pulp (Nippon Paper Pulp Co., Ltd.) was used as a raw material for fine fibers to prepare a fine fiber dispersion. The pulp is dispersed in water to a solid content of 1.5% by weight to form an aqueous dispersion (400 L), and a SDR14 type laboratory refiner (pressurized DISK type) manufactured by Aikawa Tekko Co., Ltd. is used as a beating device. The beating treatment was continued for 20 minutes for 400 L of the aqueous dispersion with a clearance of 1 mm in between, and then the beating treatment was continued for 20 minutes under the condition that the clearance was reduced to almost zero. A uniform and viscous white beating slurry was obtained. The obtained beating slurry was subjected to refinement treatment 5 times under an operating pressure of 100 MPa using a high-pressure homogenizer (NS3015H manufactured by Niro Soabi (Italy)) as it is, and fine cellulose fibers having a number average fiber diameter of 102 μm Aqueous dispersion (solid content concentration: 1.5% by weight), M1.

次に、微細繊維の原料として、パラ系アラミド繊維であるTwaronパルプ1094(帝人テクノプロダクツ(株))を使用し、微細繊維の分散液を調製した。該パルプを固形分1.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、上記コットンリンターパルプの場合と同様の叩解装置を用い、ディスク間のクリアランスを1mmとして400Lの該水分散体に対して、20分間叩解処理を進めた後、引き続いてクリアランスをほとんどゼロに近いレベルにまで低減させた条件下で40分間叩解処理を続け、若干黄色身がかった白色の叩解スラリーを得た。該叩解スラリーを、前記高圧ホモジナイザーを用いて操作圧力100MPa下で10回の微細化処理を実施し、数平均繊維径が187μmである微細アラミド繊維の水分散体(固形分濃度:1.5重量%)、M2を得た。   Next, Twaron pulp 1094 (Teijin Techno Products Co., Ltd.), which is a para-aramid fiber, was used as a raw material for fine fibers to prepare a fine fiber dispersion. The pulp is dispersed in water to a solid content of 1.5% by weight to obtain an aqueous dispersion (400 L), and the same beating apparatus as in the case of the cotton linter pulp is used. After the beating treatment for 20 minutes was performed on the aqueous dispersion, the beating treatment was continued for 40 minutes under the condition that the clearance was reduced to almost zero, and the white beating slurry slightly yellowish. Got. The beating slurry was refined 10 times using the high-pressure homogenizer under an operating pressure of 100 MPa, and an aqueous dispersion of fine aramid fibers having a number average fiber diameter of 187 μm (solid content concentration: 1.5 weight) %), M2 was obtained.

M1のみを水で希釈した場合、及びM1とM2を1:1の重量配合割合として水で希釈した場合の2通りについて、共に分散液中の全固形分濃度を0.2重量%として分散処理を施し、それぞれ、抄紙用分散液D1及びD2とした。すなわち、D1は微細セルロース繊維の0.2重量%水分散液、D2は微細セルロース繊維/微細アラミド繊維=0.1/0.1(重量%/重量%)の混合水分散液とした。分散液は共に、全量400Lに対し、希釈等による組成調製の後、前記叩解装置を分散装置として用い、ディスク間距離をゼロとして20分間処理を行い、抄紙用分散液とした。   When only M1 is diluted with water and when M1 and M2 are diluted with water at a weight ratio of 1: 1, the total solid content concentration in the dispersion is 0.2% by weight. To make papermaking dispersions D1 and D2, respectively. That is, D1 was a 0.2 wt% aqueous dispersion of fine cellulose fibers, and D2 was a mixed aqueous dispersion of fine cellulose fibers / fine aramid fibers = 0.1 / 0.1 (wt% / wt%). Both dispersions were prepared for a total amount of 400 L, and after the preparation of the composition by dilution or the like, the above-described beating apparatus was used as a dispersing apparatus, and the treatment was performed for 20 minutes with the distance between the disks set to zero to obtain a papermaking dispersion.

(3)抄紙機による連続製膜
図1に示す傾斜ワイヤー式抄紙機の抄紙工程A10にエンドレス加工を施した多層化ワイヤーB10−MW1とB10−MW2の各々を装着した場合(それぞれ、実施例1及び実施例2とする)につき、各々、抄紙用分散液D1及びD2を用いた場合のシート製膜性、得られたシートの物性を評価した。
(3) Continuous film formation by a paper machine When each of the multi-layered wires B10-MW1 and B10-MW2 subjected to the endless processing is mounted in the paper making process A10 of the inclined wire type paper machine shown in FIG. And Example 2), sheet-forming properties when using papermaking dispersions D1 and D2 and physical properties of the obtained sheets were evaluated.

ここで、抄紙工程の仕様及び抄紙製膜の条件は以下の通りとした:
抄紙工程における抄紙パートの幅:0.65m、
抄紙パートの長さ(ウェットサクションライン長):1.8m、
抄紙パートの傾斜角度:5°、
抄紙用分散液の抄紙工程への供給速度:32.5L/min、
ワイヤーの走行速度:10m/min、
(分散液の濃度、供給速度、ワイヤーの走行速度の関係から、狙い目付は10g/m)。
Here, the specifications of the papermaking process and the conditions for papermaking were as follows:
Width of paper making part in paper making process: 0.65m,
Papermaking part length (wet suction line length): 1.8m,
Inclination angle of papermaking part: 5 °,
Feed rate of the papermaking dispersion to the papermaking process: 32.5 L / min,
Wire traveling speed: 10 m / min,
(The target weight is 10 g / m 2 from the relationship between the concentration of the dispersion, the supply speed, and the traveling speed of the wire).

抄紙工程中でウェットサクション及びドライサクションの設定を適宜コントロールし、さらにプレスロールA25の圧を適圧として湿紙をプレスロールA25に転写させると同時にそこからピックアップして直ちにプレス工程のプレス機へと渡し、さらにプレス脱水させた後、湿紙を表面温度130℃に設定したドラムドライヤーA29にて乾燥させ、巻取り機にてロール状に巻き取った。   The wet suction and dry suction settings are controlled as appropriate during the paper making process, and the wet paper is transferred to the press roll A25 using the pressure of the press roll A25 as appropriate. Then, the paper was further press dehydrated, and then the wet paper was dried with a drum dryer A29 set at a surface temperature of 130 ° C. and wound into a roll with a winder.

実施例1と2における抄紙用分散液D1とD2からの製膜性と得られたシートの物性を以下の表2に示す:   The film forming properties from the papermaking dispersions D1 and D2 in Examples 1 and 2 and the physical properties of the obtained sheets are shown in Table 2 below:

Figure 0005551905
Figure 0005551905

実施例1では、より微細な繊維からなるD1からは抄紙工程における繊維の抜けが認められ、抄紙による製膜は実施不可能であったが、抄紙用分散液D2を用いた場合にはワイヤーからの湿紙の転写性(剥離性)は若干悪いものの抄紙による製膜は可能であることが確認された。得られたシートの目付から歩留も良好であった。
一方、実施例2では、実施例1では抄紙による製膜ができなかったD1からも製膜が可能であった。但し、ワイヤーからの湿紙の転写性(剥離性)は良くなく、得られたシートの目付も若干低く、抄紙か転写の過程で微細繊維の抜けが若干あることが分かった。また、経時的に供給パートの液溜り量が増大、減少を繰り返し、安定な抄紙は困難であった。これに対し、D2を用いた場合では、抄紙製膜性、転写性共に良好であり、歩留も良好であって、シート物性も同じD2を用いた実施例1における結果よりも良好であった。すなわち、通気度の低い多層化ワイヤーB10−MW2を装着した装置によって、より良好な微細繊維からなるシートの抄紙製膜が可能であった。
In Example 1, from D1 composed of finer fibers, fibers were lost in the papermaking process, and film formation by papermaking was not possible. However, when the papermaking dispersion D2 was used, from the wire Although the transferability (peelability) of the wet paper was slightly poor, it was confirmed that film formation by papermaking was possible. From the basis weight of the obtained sheet, the yield was also good.
On the other hand, in Example 2, film formation was possible also from D1, which could not be formed by papermaking in Example 1. However, the transferability (peelability) of the wet paper from the wire was not good, the basis weight of the obtained sheet was slightly low, and it was found that there was a slight loss of fine fibers during papermaking or transfer. Further, the amount of liquid pool in the supply part repeatedly increased and decreased over time, and stable papermaking was difficult. On the other hand, when D2 was used, both the paper-making property and transferability were good, the yield was also good, and the sheet physical properties were also better than the results in Example 1 using the same D2. . That is, it was possible to form a sheet made of fine fibers with a device equipped with the multilayered wire B10-MW2 having a low air permeability.

(実施例3)
図4に示す構造をもつ多層化ワイヤーB11を装着した傾斜ワイヤー型抄紙機を含む図1に示すシート製造装置によって、微細繊維を含むシートを作製した。
抄紙用分散液としては、実施例1と2で用いたD1とD2を用い、同じ条件での抄紙製膜を実施した。
(Example 3)
The sheet | seat containing a fine fiber was produced with the sheet | seat manufacturing apparatus shown in FIG. 1 containing the inclination wire-type paper machine equipped with multilayered wire B11 which has the structure shown in FIG.
As the papermaking dispersion, D1 and D2 used in Examples 1 and 2 were used, and papermaking was performed under the same conditions.

多層化ワイヤーB11は、以下の通りに作製した。
図4では一重織布、240dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を4本撚りした糸を経糸、600dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を緯糸に1/1/組織で製織した。該基層の坪量は200g/mである。
また、図4では二重織布、240dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を6本撚りした糸を経糸、360dtexの6ナイロンモノフィラメント単糸を4本撚りした糸を緯糸に3/1−1/3組織で製織した。該基層の坪量は450g/mである。
図4に示すように、基層B30をシート側第1基層B30a(図4では一重織布)とロール側第2基層B30b(図4では二重織布)を重ねて無端基層化した基層B30上に、シート接触側バット層B21をシート接触側第1バット層B21aと、シート側第1バット層B22に隣接するシート接触側第2バット層B21bの二層構造にし、該シート接触側バット層をプレス側B22からシート側B21aに向かって、芯鞘複合繊維の含有量を段階的に増加させて配置した。これにより、各バット層間の繊度差が減少し、より平滑な表面性が得られた。更にロール側第2バット層B23は芯鞘複合繊維の含有量を減らし、汚れの排出性を高めた。
それぞれのバット層の坪量、短繊維の平均繊度、バット層における芯鞘複合繊維の含有量等を、以下の表3に示す。
The multilayered wire B11 was produced as follows.
In FIG. 4, a single woven fabric, a yarn obtained by twisting four 6 nylon monofilament monofilaments of 240 dtex, and a warp yarn, and a 600 dtex 6 nylon monofilament monofilament yarn were weaved in a 1/1 structure. The basis weight of the base layer is 200 g / m 2 .
Further, in FIG. 4, a double woven fabric, a yarn obtained by twisting 6 single nylon monofilament yarns of 240 dtex, warp yarn, a yarn obtained by twisting 4 single nylon monofilament yarns of 360 dtex, and a weft yarn, 3/1-1/3 structure Weaved with. The basis weight of the base layer is 450 g / m 2 .
As shown in FIG. 4, on the base layer B30, the base layer B30 is an endless base layer formed by stacking the sheet side first base layer B30a (single woven fabric in FIG. 4) and the roll side second base layer B30b (double woven fabric in FIG. 4). The sheet contact side butt layer B21 has a two-layer structure of a sheet contact side first butt layer B21a and a sheet contact side second butt layer B21b adjacent to the sheet side first butt layer B22. From the press side B22 toward the sheet side B21a, the content of the core-sheath composite fiber was increased stepwise. Thereby, the fineness difference between each bat layer decreased, and a smoother surface property was obtained. Furthermore, the roll-side second batt layer B23 reduced the content of the core-sheath composite fiber, and improved the soil dischargeability.
Table 3 below shows the basis weight of each bat layer, the average fineness of short fibers, the content of core-sheath composite fibers in the bat layer, and the like.

Figure 0005551905
Figure 0005551905

無端状に製織した基層B30a、B30bに、B21a、B21b、B22、B23のバット層をニードルパンチにて絡合した後、2本のロール間にヒーターとロールプレス装置を備えた高圧プレスドライヤーに仕掛け、140℃−2m/minで40Kg/cmでプレスした多層化ワイヤーB11−MWを製作した。
基層B30bの二重織布は厚みとクッション性で全体の圧縮回復性を向上させ、シート側第1基層30aとロール側第2基層30bのそれぞれの経糸、緯糸は本数が一重織の2.5倍になり、バット層と基層間の固着を向上させ耐摩耗性を向上させた。すなわち実施例1に比べ、厚み保持性の134%の向上が確認された。通気度1.5cc/m/sec、表面平滑度Ra=3.6μmとなった。
なお、厚み保持性とは、15MPaの負荷を10Hz、10万回プレスする扁平化試験を行ったとき、試験前の厚みを100%とした場合に試験後の厚みで定義される値である。
Batts of B21a, B21b, B22, and B23 are intertwined with endless woven base layers B30a and B30b with a needle punch, and then applied to a high-pressure press dryer equipped with a heater and a roll press device between two rolls. The multilayered wire B11-MW was manufactured by pressing at 40 Kg / cm at 140 ° C.-2 m / min.
The double woven fabric of the base layer B30b improves the overall compression recovery by thickness and cushioning, and the warp and weft of each of the sheet side first base layer 30a and the roll side second base layer 30b are 2.5 in a single weave. Doubled to improve the adhesion between the bat layer and the base layer and improve the wear resistance. That is, 134% improvement in thickness retention was confirmed compared to Example 1. The air permeability was 1.5 cc / m 2 / sec, and the surface smoothness Ra was 3.6 μm.
In addition, thickness retention is a value defined by the thickness after the test when the thickness before the test is 100% when a flattening test is performed 100,000 times at a load of 15 MPa at 10 Hz.

多層化ワイヤーをB11−MWを、実施例1と同様に、図1に示す抄紙機に装着し、抄紙用分散液D1とD2からの抄紙製膜を実施した。実施例3における抄紙用分散液D1とD2からの製膜性と得られたシートの物性を表2に示す。表2から、D1とD2のどちらの分散液を用いた場合でも、抄紙性及び湿紙のワイヤーからの転写性双方の観点から、多層化ワイヤーB11−MWを装着した抄紙機は優れていることが判明した。得られたシートの物性も歩留良好であることは言うまでもなく、物性面(透気抵抗度が一定で高強度)において実施例2よりも良好なシートが得られることが分かった。   The multilayered wire B11-MW was mounted on the paper machine shown in FIG. 1 in the same manner as in Example 1, and the paper film was formed from the papermaking dispersions D1 and D2. Table 2 shows the film-forming properties from the papermaking dispersions D1 and D2 in Example 3 and the physical properties of the obtained sheet. From Table 2, the paper machine equipped with the multilayered wire B11-MW is excellent from the viewpoints of both paper-making properties and transferability from the wet paper wire, regardless of whether the dispersion liquid of D1 or D2 is used. There was found. It goes without saying that the physical properties of the obtained sheet are also good in yield, and that it is possible to obtain a sheet better than that of Example 2 in terms of physical properties (constant air resistance and high strength).

(比較例1)
市販の織物型エンドレスワイヤーの中では極めて微細な織構造を有するLTT−9FE(日本フィルコン(株))(FWと表記)を使用して実施例1と同様の抄紙機に装着し、実施例1と同様に、抄紙用の分散液D1とD2を用いての抄紙製膜を実施した。
その結果、D1からの抄紙では、ワイヤー上に湿紙が残らず、抄紙が不可能であることが判明した。また、D2からの抄紙においても抄紙実験の開始後、しばらくは薄い湿紙がワイヤー上に残るが、経時的に供給パートにおける液溜りの量が増大していき、ワイヤー内に繊維の目詰まりが発生していることが推定された。サクション条件を変動させても前記状況は改善することができなかった。すなわち、D1、D2どちらの分散液からも抄紙による製膜を実施することはできなかった。結果を以下の表4に示す。
(Comparative Example 1)
Among the commercially available woven endless wires, LTT-9FE (Nippon Filcon Co., Ltd.) (denoted as FW) having a very fine woven structure is mounted on the same paper machine as in Example 1, and Example 1 In the same manner as described above, the papermaking film was formed using the dispersions D1 and D2 for papermaking.
As a result, it was found that the papermaking from D1 was impossible because no wet paper remained on the wire. Also, in the papermaking from D2, a thin wet paper remains on the wire for a while after the start of the papermaking experiment, but the amount of liquid pool in the supply part increases over time, and fiber clogging is in the wire. It was estimated that it occurred. Even if the suction conditions were changed, the situation could not be improved. That is, it was not possible to carry out film formation by papermaking from both the D1 and D2 dispersions. The results are shown in Table 4 below.

(比較例2)
次に、本発明に係る多層化ワイヤーでは多層化ワイヤー(SWと表記)を作製し、SWワイヤーを実施例1と同様に、図1に示す抄紙機に装着し、実施例1と同様に、抄紙用の分散液D1とD2を用いての抄紙製膜を実施した。
多層化ワイヤーSWは以下の通り作製した。すなわち、実施例2においてバット層を、高分子量ナイロン(融点225℃)のみからなるバット層とし、短繊維の繊度1.0dtexステープルを400g/m使用して、SWワイヤーを製作した。通気度は5.3cc/cm/sec、表面平滑度Ra=6.6μmであった。
D1とD2によるSWを装着した抄紙機での抄紙製膜の結果を以下の表4に示す。
D1による製膜ではサクション圧を低く設定してもワイヤー上に湿紙はごく少量、不連続にしか残らず、抄紙性に乏しいと判定された。また、D2による抄紙を実施したところ、極めて弱いサクション圧で連続した湿紙が形成されたものの、該湿紙はプレス圧を高く設定しても転写することは不可能であり、ワイヤー内への繊維の食い込みが多数発生していると推定された。すなわち、SWを装着した抄紙機によってD1とD2のどちらからも抄紙による製膜を実施することはできなかった。
(Comparative Example 2)
Next, in the multilayered wire according to the present invention, a multilayered wire (denoted as SW) is prepared, and the SW wire is attached to the paper machine shown in FIG. Papermaking film formation was performed using dispersions D1 and D2 for papermaking.
The multilayer wire SW was produced as follows. That is, in Example 2, the bat layer was a bat layer made of only high molecular weight nylon (melting point 225 ° C.), and a SW wire was manufactured using 400 g / m 2 of short fiber fineness 1.0 dtex staple. The air permeability was 5.3 cc / cm 2 / sec, and the surface smoothness Ra was 6.6 μm.
Table 4 below shows the results of paper film formation on a paper machine equipped with SWs D1 and D2.
In film formation by D1, even if the suction pressure was set low, only a small amount of wet paper remained on the wire, and it was determined that papermaking properties were poor. In addition, when the papermaking by D2 was carried out, a continuous wet paper was formed with an extremely weak suction pressure, but the wet paper was not able to be transferred even when the press pressure was set high. It was estimated that many fiber bites occurred. That is, it was not possible to carry out film formation by paper making from either D1 or D2 by a paper machine equipped with SW.

Figure 0005551905
Figure 0005551905

本発明に係る微細繊維を含むシート製膜用の製造装置を使用することにより、蓄電デバイス用セパレータ、機能性フィルター、医療用材料等として利用し得る微細繊維を含む微細な構造を有するシート材料を高品質かつ安定に連続生産することが可能となる。   A sheet material having a fine structure containing fine fibers that can be used as a separator for an electricity storage device, a functional filter, a medical material, and the like by using a manufacturing apparatus for sheet film formation containing fine fibers according to the present invention. High quality and stable continuous production becomes possible.

A10 傾斜ワイヤー式抄紙機の抄紙工程
A11 プレス機
A12 乾燥機
A13 巻き取り機
A14 カレンダー処理機
A21 多層化ワイヤー
A22 抄紙用分散液供給パート
A23 ウェットサクションパート
A24 ドライサクションパート
A25 プレスロール
A26 水洗パート
A27 プレスロール
A28 フェルト層
A29 ドラムドライヤー
A30 予備乾燥ロール
B10 多層化ワイヤー
B11 多層化ワイヤー
B21 シート接触側バット層
B21a シート接触側第1バット層
B21b シート接触側第2バット層
B22 シート側第1バット層
B23 ロール側第2バット層
B30 基層
B30a シート側第1基層
B30b ロール側第2基層
A10 Papermaking process of inclined wire type paper machine A11 Press machine A12 Dryer A13 Winder A14 Calendar processing machine A21 Multi-layer wire A22 Paper dispersion liquid supply part A23 Wet suction part A24 Dry suction part A25 Press roll A26 Washing part A27 Press Roll A28 Felt layer A29 Drum dryer A30 Pre-drying roll B10 Multilayered wire B11 Multilayered wire B21 Sheet contact side butt layer B21a Sheet contact side first butt layer B21b Sheet contact side second butt layer B22 Sheet side first butt layer B23 Roll Side second butt layer B30 base layer B30a Sheet side first base layer B30b Roll side second base layer

Claims (11)

エンドレス加工を施した多層化ワイヤーを抄紙製膜用ベルトとして装着した微細繊維を含むシート製膜用の製造装置であって、該多層化ワイヤーが1層以上の基層と1層以上のバット層からなり、該バット層の1層以上に熱溶融樹脂を含む熱溶融繊維が含まれており、かつ該多層化ワイヤーが該熱溶融樹脂の融点以上の温度で熱処理されたものであることを特徴とする前記装置。   A manufacturing apparatus for forming a sheet containing fine fibers in which a multi-layered wire subjected to an endless process is mounted as a paper film-forming belt, the multi-layered wire comprising one or more base layers and one or more bat layers Wherein one or more layers of the batt layer include a hot-melt fiber containing a hot-melt resin, and the multilayered wire is heat-treated at a temperature equal to or higher than the melting point of the hot-melt resin. Said device. 前記基層が無端状の織布からなり、かつ、前記バット層が不織布からなる、請求項1に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of Claim 1 with which the said base layer consists of an endless woven fabric, and the said batt layer consists of a nonwoven fabric. 前記バット層を構成する繊維の平均繊度が6dtex以下である、請求項1又は2に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。 The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of Claim 1 or 2 whose average fineness of the fiber which comprises the said batt layer is 6 dtex or less. 前記熱溶融繊維が、融点200℃以下の熱溶融樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of any one of Claims 1-3 in which the said hot melt fiber contains hot melt resin with melting | fusing point of 200 degrees C or less. 前記熱溶融繊維が、高分子量ナイロンからなる芯成分と、該芯成分よりも低融点のナイロンからなる鞘成分とから構成される芯鞘複合繊維である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   5. The core-sheath composite fiber, wherein the hot-melt fiber is a core-sheath composite fiber composed of a core component made of high-molecular-weight nylon and a sheath component made of nylon having a melting point lower than that of the core component. The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of description. 前記多層化ワイヤーの通気度が5cc/cm/sec以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。 The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of any one of Claims 1-5 whose air permeability of the said multilayer wire is 5 cc / cm < 2 > / sec or less. 前記微細繊維を含むシートが、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を10重量%以上含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of any one of Claims 1-6 in which the sheet | seat containing the said fine fiber contains 10 weight% or more of fine fibers whose fiber diameter is 10 nm or more and 500 nm or less. 前記微細繊維を含むシートが、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維を90重量%以上含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   The manufacturing apparatus of the sheet | seat containing the fine fiber of any one of Claims 1-7 in which the sheet | seat containing the said fine fiber contains 90 weight% or more of fine fibers whose fiber diameter is 10 nm or more and 500 nm or less. 前記製造装置を使用した抄紙による製膜過程において、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の収率が90重量%以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の微細繊維を含むシートの製造装置。   The fine fiber according to any one of claims 1 to 8, wherein a yield of fine fibers having a fiber diameter of 10 nm or more and 500 nm or less is 90% by weight or more in a film-forming process by papermaking using the production apparatus. Sheet manufacturing apparatus. 以下の工程:
請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造装置を使用して、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の全固形分中に占める割合が10重量%以上である分散液から、前記多層化ワイヤー上で湿紙を形成させる抄紙工程、及び
前記抄紙工程で得た湿紙を、プレス工程、乾燥工程又は溶剤置換工程のいずれかに搬送する工程、
を含む、微細繊維を含むシートの製造方法。
The following steps:
Using the manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 9, from a dispersion in which the proportion of the fine fiber having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm in the total solid content is 10% by weight or more, A paper making process for forming wet paper on the multilayered wire, and a process for transporting the wet paper obtained in the paper making process to any of a pressing process, a drying process, or a solvent replacement process,
A method for producing a sheet containing fine fibers.
以下の工程:
請求項1〜6、8、及び9のいずれか1項に記載の製造装置を使用して、繊維径が10nm以上500nm以下である微細繊維の全固形分中に占める割合が90重量%以上である分散液から、前記多層化ワイヤー上で湿紙を形成させる抄紙工程、及び
前記抄紙工程で得た湿紙を、プレス工程、乾燥工程又は溶剤置換工程のいずれかに搬送する工程、
を含む、微細繊維を含むシートの製造方法。
The following steps:
Using the manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6, 8, and 9, the proportion of the fine fiber having a fiber diameter of 10 nm to 500 nm in the total solid content is 90% by weight or more. A paper making process for forming a wet paper on the multilayered wire from a certain dispersion, and a process for transporting the wet paper obtained in the paper making process to any of a pressing process, a drying process, or a solvent replacement process,
A method for producing a sheet containing fine fibers.
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