JP6694181B2 - Fibrous web and method for forming the same, laminated sheet and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、ナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブ及びその形成方法、並びに、当該繊維ウェブを備えた積層シート及びその製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fibrous web in which nanofibers are integrated, a method for forming the fibrous web, a laminated sheet including the fibrous web, and a method for manufacturing the laminated sheet.

ナノファイバーは、その直径が1nm以上かつ1,000nm以下であり、その繊維長が直径の100倍以上ある繊維状物質である。ナノファイバーの紡糸法としては、静電紡糸法(電界紡糸法、又はエレクトロスピニング法ともいわれる。)が知られている。静電紡糸法は、例えば、図1に示す静電紡糸装置1を用いて行われる。   The nanofiber is a fibrous substance having a diameter of 1 nm or more and 1,000 nm or less and a fiber length of 100 times or more the diameter. An electrostatic spinning method (also called an electrospinning method or an electrospinning method) is known as a spinning method for nanofibers. The electrospinning method is performed using, for example, the electrospinning apparatus 1 shown in FIG.

静電紡糸装置1は、樹脂が溶媒に溶解されてなる樹脂溶液21が収容されるシリンジ3を備えている。シリンジ3内には、プランジャ11が挿通されている。プランジャ11の先端部には、ピストン13が取り付けられている。シリンジ3の底部には、キャピラリー5が設けられている。キャピラリー5の先端には開口部15が設けられており、この開口部15に対向するように板状の捕集部7が配設されている。また、静電紡糸装置1は、高圧電源9を備えている。高圧電源9のプラス電極にはキャピラリー5が、マイナス電極には捕集部7が、それぞれ接続されている。高圧電源9は、グランド17にも接続されている。   The electrostatic spinning device 1 includes a syringe 3 that contains a resin solution 21 in which a resin is dissolved in a solvent. A plunger 11 is inserted into the syringe 3. A piston 13 is attached to the tip of the plunger 11. A capillary 5 is provided at the bottom of the syringe 3. An opening portion 15 is provided at the tip of the capillary 5, and a plate-shaped collecting portion 7 is arranged so as to face the opening portion 15. Further, the electrostatic spinning device 1 includes a high voltage power supply 9. The capillary 5 is connected to the positive electrode of the high-voltage power supply 9, and the collector 7 is connected to the negative electrode. The high voltage power supply 9 is also connected to the ground 17.

ピストン13がシリンジ3の底部側へ押し込まれると、シリンジ3内の樹脂溶液21は、キャピラリー5内に流入して、さらに押し込まれることでキャピラリー5の先端に設けられた開口部15から流出する。開口部15から流出した樹脂溶液21が、エレクトロスピニングされることで、ナノファイバー25が紡糸される。具体的には、開口部15から流出した樹脂溶液21は、プラスの高電圧を印加されており、その液面に誘起された電荷の反発により当該液面が円錐状に変形する。さらに、開口部15から流出した樹脂溶液21は、電荷の反発力がその液体の表面張力を超えると、円錐状の液面の頂点から捕集部7へ向けて飛び出し、連続的な流体ジェット23aを形成する。流体ジェット23aは、延伸され、含有している溶媒が蒸発し、不安定な鞭打ち運動を伴いつつ捕集部7に吸い寄せられ、捕集部7に積もるときにはナノファイバー25となっている。この紡糸されたナノファイバー25を捕集部7上に集積させることで、繊維ウェブを形成することができる。   When the piston 13 is pushed toward the bottom of the syringe 3, the resin solution 21 in the syringe 3 flows into the capillary 5 and is further pushed to flow out from the opening 15 provided at the tip of the capillary 5. The nanofibers 25 are spun by electrospinning the resin solution 21 flowing out from the opening 15. Specifically, the resin solution 21 flowing out from the opening 15 is applied with a positive high voltage, and the liquid surface is deformed into a conical shape due to the repulsion of the charges induced on the liquid surface. Further, when the repulsive force of the electric charge exceeds the surface tension of the liquid, the resin solution 21 flowing out from the opening 15 jumps out from the apex of the conical liquid surface toward the collecting portion 7, and the continuous fluid jet 23a. To form. The fluid jet 23 a is stretched, the contained solvent evaporates, and is attracted to the collection unit 7 with an unstable whipping motion, and becomes a nanofiber 25 when it is accumulated on the collection unit 7. A fiber web can be formed by accumulating the spun nanofibers 25 on the collection unit 7.

ところで、静電紡糸法は、一般的に、上記したように樹脂溶液に電荷を与えてエレクトロスピニングする場合(以下「溶媒型静電紡糸法」という。)と、樹脂溶液に代わり溶融樹脂に電荷を与えてエレクトロスピニングする場合(以下「溶融型静電紡糸法」という。)がある。溶媒型静電紡糸法として、例えば、特許文献1では、エチレン−ビニルアルコール共重合体(以下「EVOH」という。)溶液からナノファイバーを紡糸する方法が開示されている。このEVOH溶液の溶媒としては、ジメチルスルホキシド(以下「DMSO」という。)や低級アルコールと水との混合物が用いられている。   By the way, in the electrospinning method, in general, when a resin solution is charged and electrospun as described above (hereinafter referred to as “solvent-type electrospinning method”), the molten resin is charged instead of the resin solution. And electrospinning is performed (hereinafter referred to as "melt type electrostatic spinning method"). As a solvent-type electrostatic spinning method, for example, Patent Document 1 discloses a method of spinning nanofibers from an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as “EVOH”) solution. As a solvent for this EVOH solution, dimethyl sulfoxide (hereinafter referred to as "DMSO") or a mixture of lower alcohol and water is used.

また、溶融型静電紡糸法として、例えば、特許文献2では、EVOHを含む少なくとも2種類の溶融樹脂からナノファイバーを紡糸する方法が開示されている。   Further, as a melt-type electrostatic spinning method, for example, Patent Document 2 discloses a method of spinning nanofibers from at least two kinds of molten resins containing EVOH.

国際公開第2012/133631号International Publication No. 2012/133631 特開2011−183254号公報JP, 2011-183254, A

しかし、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法では、紡糸直後のナノファイバーに、水等の一般的に親水性の溶媒として用いられ得る成分(以下「溶媒成分」という。)が多く混入しているケースがある。この場合、混入した溶媒成分が蒸発した後、ナノファイバーの内部に多数の空洞が生じ得る。このようなナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブは、その使用の状況によっては破断しやすい。   However, in the solvent-type electrostatic spinning method using an EVOH solution, a large amount of a component such as water (hereinafter referred to as “solvent component”) that can be generally used as a hydrophilic solvent is mixed in nanofibers immediately after spinning. There are cases. In this case, a large number of cavities may be formed inside the nanofibers after the mixed solvent components are evaporated. The fibrous web in which such nanofibers are accumulated easily breaks depending on the use condition.

一方、溶融EVOHを用いる溶融型静電紡糸法では、溶媒を使用しないことで、溶媒成分がナノファイバーに混入するおそれを考慮しなくとも済む。一般的に、この場合に用いる静電紡糸装置は、樹脂を加熱して溶融させるためのレーザ照射装置や、その加熱温度を一定範囲内に制御する機構等を備えている。このような静電紡糸装置は、複雑で、大掛かりで、高価である。   On the other hand, in the melt-type electrostatic spinning method using the molten EVOH, the solvent is not used, so that it is not necessary to consider the possibility that the solvent component is mixed in the nanofibers. Generally, the electrostatic spinning device used in this case includes a laser irradiation device for heating and melting the resin, a mechanism for controlling the heating temperature within a certain range, and the like. Such an electrospinning apparatus is complicated, large-scale, and expensive.

あるいは、レーザ照射装置等を備えない静電紡糸装置1を用いて静電紡糸法を行うのであっても、樹脂溶液21の代わりに、あらかじめ加熱して溶融させたEVOHからナノファイバーを紡糸することは、不可能ではない。しかし、この場合、EVOHが燃焼しない程度にEVOHを加熱して溶融させ、溶融EVOHをシリンジ3内に手早く収容し、シリンジ3内でEVOHが凝固する前に急いで静電紡糸法を行う操作が求められる。この場合の手法は、作業者にとって、EVOHの温度管理を行いつつ、急いで静電紡糸法を行う必要があるため、煩雑である。作業者が熟練していなければ、シリンジ3内でEVOHが凝固してしまうケースがあり、繊維ウェブを効率よく量産し続けることは難しい。   Alternatively, even when the electrospinning method is performed using the electrospinning device 1 that does not include a laser irradiation device or the like, it is possible to spin nanofibers from EVOH that has been heated and melted in advance, instead of the resin solution 21. Is not impossible. However, in this case, there is an operation in which the EVOH is heated and melted to such an extent that the EVOH does not burn, the molten EVOH is quickly accommodated in the syringe 3, and the electrospinning method is performed quickly before the EVOH solidifies in the syringe 3. Desired. The method in this case is complicated for the operator because it is necessary to quickly perform the electrostatic spinning method while controlling the temperature of the EVOH. If the operator is not skilled, EVOH may be solidified in the syringe 3, and it is difficult to efficiently mass-produce the fiber web.

そこで、本発明は、上記した問題に鑑み、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法と同様の手法で、当該溶媒型静電紡糸法により紡糸する場合よりも溶媒成分の混入が抑えられたナノファイバーを紡糸して、このナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブ、及びその形成方法を提供することを第1の課題とする。   Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention uses a method similar to the solvent-type electrostatic spinning method using an EVOH solution, in which the mixing of solvent components is suppressed as compared with the case of spinning by the solvent-type electrostatic spinning method. A first object of the present invention is to provide a fibrous web in which nanofibers are integrated by spinning a fiber, and a method for forming the fibrous web.

また、本発明は、上記繊維ウェブを備えた積層シート、及びその製造方法を提供することを第2の課題とする。   Moreover, this invention makes it the 2nd subject to provide the laminated sheet provided with the said fiber web, and its manufacturing method.

本発明者は、上記した第1の課題を解決しようと鋭意検討し、溶媒成分が紡糸直後のナノファイバーに混入する原因は、EVOH溶液においてEVOHが溶媒成分と溶け合っていることにあると考えた。溶媒成分の代表例である水について考慮すると、図2(a)に示すように、EVOH溶液21中の個々のEVOH分子31は、水素結合等により周囲に水分子33を多数引き付けている。さらに、EVOH溶液21から形成された図2(b)に示す流体ジェット23a中では、多数のEVOH分子31が絡み合って、フィブリル37aが形成される。ここでのフィブリル37aは、その直径と繊維長がナノメートルオーダーである繊維状の構造体である。このフィブリル37aが形成されるときに、EVOH分子31に引き付けられている水分子33の多くが、EVOH分子31とEVOH分子31の隙間39に閉じ込められることが想定される。さらに、隙間39に閉じ込められた水分子35は、ガスバリア性を示すEVOH分子31に囲まれているため、空気中に揮散しにくいと考えられる。その後、フィブリル37aが多数集合してナノファイバーが紡糸されることで、水がナノファイバーの内部に封入されてしまうと推定される。   The present inventor diligently studied to solve the above-mentioned first problem, and thought that the cause of mixing the solvent component in the nanofiber immediately after spinning was that EVOH was dissolved in the solvent component in the EVOH solution. .. Considering water, which is a typical example of the solvent component, as shown in FIG. 2A, each EVOH molecule 31 in the EVOH solution 21 attracts a large number of water molecules 33 to the surroundings by hydrogen bonding or the like. Further, in the fluid jet 23a shown in FIG. 2B formed from the EVOH solution 21, a large number of EVOH molecules 31 are entangled with each other to form fibrils 37a. The fibrils 37a here are fibrous structures having diameters and fiber lengths on the order of nanometers. When the fibrils 37a are formed, it is assumed that most of the water molecules 33 attracted to the EVOH molecule 31 are trapped in the gap 39 between the EVOH molecule 31 and the EVOH molecule 31. Further, since the water molecules 35 trapped in the gap 39 are surrounded by the EVOH molecules 31 having a gas barrier property, it is considered that the water molecules 35 are less likely to be volatilized in the air. Then, it is presumed that water is enclosed in the inside of the nanofibers due to a large number of fibrils 37a assembled to spin the nanofibers.

そこで、本発明者は、EVOHが溶媒成分と溶け合っていなければ、流体ジェット中で溶媒成分がEVOH分子とEVOH分子の隙間に閉じ込められにくく空気中に揮散しやすいため、紡糸直後のナノファイバーの内部に封入されにくいであろうと考えた。この考えに基づき試験的に、分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションを用いて静電紡糸法を行った。その結果、分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションから、安定してナノファイバーを紡糸できることを発見した。このため、本発明者は、分散媒(溶媒成分)の混入が抑えられた、少なくともEVOHにより構成されている繊維ウェブ及びその形成方法を提供できることを見出した。   Therefore, the inventors of the present invention have found that if the EVOH does not dissolve in the solvent component, the solvent component is less likely to be trapped in the gap between the EVOH molecule and the EVOH molecule in the fluid jet, and easily volatilizes into the air. I thought it would be hard to be enclosed in. Based on this idea, the electrospinning method was carried out experimentally using a resin emulsion in which the dispersoid contained EVOH. As a result, it was discovered that nanofibers can be stably spun from a resin emulsion whose dispersoid contains EVOH. Therefore, the present inventor has found that it is possible to provide a fibrous web at least composed of EVOH and a method for forming the same, in which mixing of a dispersion medium (solvent component) is suppressed.

すなわち、前述した第1の課題を解決するため、本発明に係る繊維ウェブの形成方法は、静電紡糸法により、樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸された前記ナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成する工程を含み、前記樹脂エマルションは、分散質と分散媒を有し、前記分散質は、少なくとも、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)を含有していることを特徴とする。   That is, in order to solve the above-mentioned first problem, the method for forming a fibrous web according to the present invention is to spin nanofibers from a resin emulsion by electrostatic spinning to collect the spun nanofibers. The resin emulsion has a dispersoid and a dispersion medium, and the dispersoid contains at least an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH). ..

本繊維ウェブの形成方法では、前記分散質は、さらに、ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体、及びこれらの混合物からなる群より選ばれた1種の接着性樹脂を含有していることを特徴とし得る。   In the method for forming a fibrous web of the present invention, the dispersoid further contains one adhesive resin selected from the group consisting of polyurethane, an ethylene-butadiene copolymer, and a mixture thereof. obtain.

本繊維ウェブの形成方法は、前記樹脂エマルションにおける、前記EVOHの含有量が5重量%以上かつ16重量%以下であり、前記接着性樹脂の含有量が0.1重量%以上かつ35重量%以下であることを特徴とし得る。   In the method for forming a fibrous web, the content of the EVOH in the resin emulsion is 5% by weight or more and 16% by weight or less, and the content of the adhesive resin is 0.1% by weight or more and 35% by weight or less. Can be characterized by

本繊維ウェブの形成方法は、前記樹脂エマルションにおける、前記接着性樹脂の前記EVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であることを特徴とし得る。   The method for forming the fibrous web can be characterized in that the weight ratio of the adhesive resin to the EVOH (adhesive resin / EVOH) in the resin emulsion is 0.5 or more and 2.0 or less.

また、前述した第2の課題を解決するため、本発明に係る積層シートの製造方法は、通気性シートを準備する工程と、前記繊維ウェブの形成方法により、繊維ウェブを形成する工程と、形成された前記繊維ウェブの少なくとも片面に、前記通気性シートを積層する工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned second problem, a method for manufacturing a laminated sheet according to the present invention includes a step of preparing a breathable sheet, a step of forming a fibrous web by the method of forming a fibrous web, and Laminating the breathable sheet on at least one side of the formed fibrous web.

さらに、本発明に係る繊維ウェブは、ナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブであって、前記ナノファイバーは、少なくとも、EVOHと、ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体、及びこれらの混合物からなる群より選ばれた1種の接着性樹脂と、により構成されていることを特徴とする。   Further, the fibrous web according to the present invention is a fibrous web in which nanofibers are accumulated, and the nanofibers are at least EVOH, polyurethane, ethylene-butadiene copolymer, and a group consisting of a mixture thereof. It is characterized by being constituted by one kind of adhesive resin selected.

本繊維ウェブは、前記ナノファイバーにおける、前記接着性樹脂のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であることを特徴とし得る。   The present fibrous web can be characterized in that the weight ratio of the adhesive resin to EVOH (adhesive resin / EVOH) in the nanofibers is 0.5 or more and 2.0 or less.

本繊維ウェブでは、前記ナノファイバーの少なくとも一部は、その繊維長方向に伸長した、前記EVOHにより構成されている芯部と、前記芯部の表面に断続的に存する、前記接着性樹脂により構成されている接着部と、を有することを特徴とし得る。   In the present fibrous web, at least a part of the nanofibers is composed of a core part which is elongated in the fiber length direction and is composed of the EVOH, and the adhesive resin which is intermittently present on the surface of the core part. And a bonded portion that is formed.

また、本発明に係る積層シートは、前記繊維ウェブと、前記繊維ウェブの少なくとも片面に積層された通気性シートと、を備えることを特徴とする。   A laminated sheet according to the present invention is characterized by including the fiber web and a breathable sheet laminated on at least one surface of the fiber web.

本積層シートでは、前記通気性シートは、複数本の熱可塑性樹脂繊維が略一方向に延伸されて配列された繊維層を有する不織布であることを特徴とし得る。   In the present laminated sheet, the breathable sheet can be characterized by being a non-woven fabric having a fiber layer in which a plurality of thermoplastic resin fibers are stretched and arranged in substantially one direction.

本積層シートは、マスク又はエアフィルタの濾材として用いられることを特徴とし得る。   The laminated sheet can be characterized in that it is used as a filter or a filter medium for an air filter.

上記の構成を含む本発明に係る繊維ウェブの形成方法では、分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションを用いて静電紡糸法を行う。分散質が含有するEVOHは、分散媒が含有する溶媒成分と溶け合っていない。これにより形成された繊維ウェブでは、ナノファイバーが少なくともEVOHにより構成されており、さらに、溶媒成分の混入が抑えられている。   In the method for forming a fibrous web according to the present invention having the above structure, the electrospinning method is carried out using a resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH. The EVOH contained in the dispersoid does not dissolve in the solvent component contained in the dispersion medium. In the fibrous web thus formed, the nanofibers are composed of at least EVOH, and furthermore, the mixture of solvent components is suppressed.

また、本形成法は、分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションを用いるため、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法と同様の手法で、例えば、図1に示す静電紡糸装置1を用いて、容易に実施可能である。   In addition, since the present forming method uses a resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH, it is the same method as the solvent-type electrostatic spinning method using an EVOH solution, for example, using the electrostatic spinning apparatus 1 shown in FIG. , Can be easily implemented.

静電紡糸法を行なう際に用いる静電紡糸装置の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the electrospinning apparatus used when performing an electrospinning method. (a)はEVOH溶液中でEVOHが水と溶け合っていることを説明する模式図であり、(b)はEVOH溶液から形成された流体ジェット中でフィブリルが形成されることを説明する模式図である。なお、(a)(b)では、溶媒成分の分子としてEVOH分子に引き付けられている水分子が描かれているが、それ以外の溶媒成分の分子は省略されている。(A) is a schematic diagram illustrating that EVOH is mixed with water in an EVOH solution, and (b) is a schematic diagram illustrating that fibrils are formed in a fluid jet formed from the EVOH solution. is there. In (a) and (b), water molecules attracted to EVOH molecules are drawn as the molecules of the solvent component, but other molecules of the solvent component are omitted. (a)は分散媒がEVOHを含有する樹脂エマルション中でEVOHが水と溶け合うことなく分散していることを説明する模式図であり、(b)は当該樹脂エマルションから形成された流体ジェット中でフィブリルが形成されることを説明する模式図である。なお、(a)(b)では、EVOH分子に引き付けられている水分子以外の溶媒成分の分子は省略されている。(A) is a schematic diagram explaining that EVOH is dispersed in a resin emulsion containing EVOH as a dispersion medium without being dissolved in water, and (b) is a fluid jet formed from the resin emulsion. It is a schematic diagram explaining that a fibril is formed. In (a) and (b), molecules of solvent components other than water molecules attracted to EVOH molecules are omitted. (a)は実施例6に係る積層シートの一部を示す模式図であり、(b)は実施例5に係る積層シートの一部を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a part of laminated sheet concerning Example 6, and (b) is a schematic diagram showing a part of laminated sheet concerning Example 5.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様1]
実施態様1に係る繊維ウェブの形成方法は、静電紡糸法により樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸されたナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成する工程を含む。また、樹脂エマルションは、分散質と分散媒を有する。この分散質は、少なくとも、EVOHを含有している。
[First Embodiment of Method for Forming Fibrous Web]
The method for forming a fibrous web according to the first embodiment includes a step of spinning nanofibers from a resin emulsion by an electrostatic spinning method and accumulating the spun nanofibers to form a fibrous web. Further, the resin emulsion has a dispersoid and a dispersion medium. This dispersoid contains at least EVOH.

実施態様1における静電紡糸法は、例えば、前述した図1に示す静電紡糸装置1を用いる繊維ウェブの形成法において、樹脂溶液21の代わりに樹脂エマルションを用いれば、同様の手法で行うことができる。つまり、実施態様1における静電紡糸法では、プラス極(樹脂エマルションを供給する側の電極)とマイナス極(ナノファイバーを捕集する側の電極)との間に電圧をかけ、樹脂エマルションに電荷を与えてエレクトロスピニングすることにより伸長させてナノファイバーを紡糸する。さらに、静電紡糸法により樹脂エマルションから紡糸されたナノファイバーを集積して、繊維ウェブを形成する。例えば、前述した図1に示す静電紡糸装置1を用いる繊維ウェブの形成法において、紡糸直後のナノファイバーを捕集部7上に降り積もらせて、捕集部7上で繊維ウェブを形成する。   The electrospinning method in Embodiment 1 is performed in the same manner, for example, when a resin emulsion is used instead of the resin solution 21 in the method for forming a fiber web using the electrospinning apparatus 1 shown in FIG. 1 described above. You can That is, in the electrospinning method according to the first embodiment, a voltage is applied between the positive electrode (electrode on the side that supplies the resin emulsion) and the negative electrode (electrode on the side that collects nanofibers) to charge the resin emulsion. Then, the nanofibers are spun by stretching by applying electrospinning. Further, nanofibers spun from the resin emulsion by the electrospinning method are accumulated to form a fibrous web. For example, in the method for forming a fibrous web using the electrostatic spinning apparatus 1 shown in FIG. 1 described above, nanofibers immediately after spinning are piled up on the collecting unit 7 to form a fibrous web on the collecting unit 7. ..

実施態様1で用いられる静電紡糸装置は、特に限定されない。実施態様1における静電紡糸法は、装置構成が複雑でない静電紡糸装置1で実施可能であるため、他の静電紡糸装置、例えば、レーザ照射装置を備える静電紡糸装置でも実施可能である。このため、実施態様1における静電紡糸法では、必要に応じて、適宜、種々の静電紡糸装置を選択して用いることができる。また、静電紡糸法で樹脂エマルションに加える電圧は、静電紡糸装置1を用いる場合には5〜30kV程度であるが、他の静電紡糸装置を用いるのであれば5〜60kV程度の範囲内で必要に応じて適宜調整する。   The electrostatic spinning device used in Embodiment 1 is not particularly limited. The electrospinning method according to the first embodiment can be performed by the electrospinning device 1 having a simple device configuration, and thus can be performed by another electrospinning device, for example, an electrospinning device including a laser irradiation device. .. Therefore, in the electrospinning method according to the first embodiment, various electrospinning apparatuses can be appropriately selected and used as necessary. The voltage applied to the resin emulsion by the electrospinning method is about 5 to 30 kV when the electrospinning apparatus 1 is used, but is within the range of about 5 to 60 kV when another electrospinning apparatus is used. Adjust accordingly if necessary.

実施態様1における樹脂エマルションは、その分散媒(連続相)が溶媒成分であり、その分散質(分散相)が少なくともEVOHを含有する樹脂微粒子である水性分散液である。ここで、分散質が含有する樹脂は、実施態様1を実施することでナノファイバーの構成成分となる樹脂である。また、溶媒成分は、有機溶媒に起因する諸問題を避ける観点から、水と低級アルコールとの混合物であり、DMSOを含有しないことが好ましい。なお、有機溶媒に起因する諸問題とは、爆発、装置設備の腐食、環境汚染、作業者の健康維持に及ぼす悪影響、及びこれらの問題に対処するための設備費用を要することである。   The resin emulsion in Embodiment 1 is an aqueous dispersion liquid in which the dispersion medium (continuous phase) is a solvent component and the dispersoid (disperse phase) is resin fine particles containing at least EVOH. Here, the resin contained in the dispersoid is a resin that becomes a constituent component of the nanofibers by carrying out the first embodiment. Further, the solvent component is a mixture of water and a lower alcohol and preferably does not contain DMSO from the viewpoint of avoiding various problems caused by the organic solvent. The problems caused by the organic solvent are explosion, corrosion of equipment and facilities, environmental pollution, adverse effects on health maintenance of workers, and equipment cost for dealing with these problems.

実施態様1における分散質である樹脂の微粒子の粒径は、例えば、10nm以上かつ1,000nm以下であり、好ましくは50nm以上かつ800nm以下である。樹脂微粒子の粒径が小さい方が、繊維径の小さいナノファイバーを紡糸可能であるため好ましい。しかし、樹脂微粒子の粒径が10nmよりも小さすぎる場合には、個々の樹脂微粒子を構成しているEVOH分子の数が少ないため、流体ジェット中で樹脂微粒子が延伸されたときにEVOH分子同士の絡み合いが起こりにくくフィブリルが形成されにくいため、概ね同じ繊維径のナノファイバーを安定して紡糸し続けることが難しい。   The particle size of the fine particles of the resin that is the dispersoid in the first embodiment is, for example, 10 nm or more and 1,000 nm or less, preferably 50 nm or more and 800 nm or less. It is preferable that the resin fine particles have a small particle diameter because nanofibers having a small fiber diameter can be spun. However, when the particle size of the resin fine particles is too smaller than 10 nm, the number of EVOH molecules constituting each resin fine particle is small, so that when the resin fine particles are stretched in the fluid jet, the EVOH molecules are separated from each other. Since entanglement is unlikely to occur and fibrils are less likely to be formed, it is difficult to continuously stably spin nanofibers having approximately the same fiber diameter.

EVOHは、エチレンと、ポリビニルアルコール(以下「PVA」という。)と、をコモノマーとする樹脂であり、耐湿性とガスバリア性を両立して示す。EVOHは、その構成成分であるエチレンが29mol%以上かつ47mol%以下を占めるものであると、ガスバリア性と耐湿性が両立されやすいため好ましい。なお、EVOHの市販品としては、例えば、エバール(株式会社クラレの登録商標)や、ソアノール(日本合成化学工業株式会社の登録商標)が挙げられる。   EVOH is a resin having ethylene and polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as “PVA”) as comonomers, and exhibits both moisture resistance and gas barrier properties. EVOH is preferably one in which ethylene as a constituent component accounts for 29 mol% or more and 47 mol% or less, because gas barrier properties and moisture resistance are easily compatible with each other. Examples of commercially available EVOH include Eval (registered trademark of Kuraray Co., Ltd.) and Soarnol (registered trademark of Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.).

実施態様1における分散媒が含有する低級アルコールは、炭素数4以下のアルコールである。低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。また、低級アルコールは、作業者の健康維持に及ぼす悪影響を抑える観点からは、エタノール、1−プロパノール、及び2−プロパノールからなる群より選ばれた1種以上の化合物であることが好ましい。低級アルコールは、環境汚染とさらに健康維持に及ぼす悪影響を抑える観点からはエタノールがさらに好ましく、費用を抑える観点からは1−プロパノールがさらに好ましい。   The lower alcohol contained in the dispersion medium in Embodiment 1 is an alcohol having 4 or less carbon atoms. Examples of the lower alcohol include one or more compounds selected from the group consisting of methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol and the like. Further, the lower alcohol is preferably one or more compounds selected from the group consisting of ethanol, 1-propanol, and 2-propanol, from the viewpoint of suppressing adverse effects on the health maintenance of workers. The lower alcohol is more preferably ethanol from the viewpoint of suppressing environmental pollution and adverse effects on health maintenance, and more preferably 1-propanol from the viewpoint of cost reduction.

実施態様1で、分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションを準備する方法は、特に限定されない。分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションについて、調製しても良いし、市販品を購入しても良い。ここでの市販品としては、例えば、エバーソルブ#10(日本シーマ株式会社製)が挙げられる。市販品を用いる場合、実施態様1を簡易迅速に実施可能である観点から好ましい。   In Embodiment 1, the method for preparing the resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH is not particularly limited. A resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH may be prepared or a commercially available product may be purchased. Examples of commercially available products include Eversolve # 10 (manufactured by Cima Japan Co., Ltd.). When a commercially available product is used, Embodiment 1 is preferable from the viewpoint that it can be carried out simply and quickly.

以上の構成を含む実施態様1によれば、紡糸直後のナノファイバーや形成直後の繊維ウェブで、水や低級アルコール等の溶媒成分の混入が抑えられている。このことは、形成された直後の繊維ウェブを静電紡糸装置から離して置いたときに、繊維ウェブからアルコール臭をほとんど感じとることができないことから確認される。また、繊維ウェブを切断して多数のナノファイバーの断面を電子顕微鏡で観察したときに、断面に空洞を見つけにくいこと、つまり、ナノファイバーの内部に水や低級アルコールが封入されていた痕跡を見つけにくいことから確認される。   According to the embodiment 1 including the above-mentioned constitution, the mixing of solvent components such as water and lower alcohol is suppressed in the nanofiber immediately after spinning and the fiber web immediately after formation. This is confirmed by the fact that when the fibrous web immediately after being formed is placed away from the electrospinning apparatus, almost no alcohol odor can be perceived from the fibrous web. In addition, when the fiber web was cut and the cross section of many nanofibers was observed with an electron microscope, it was difficult to find cavities in the cross section, that is, traces of water or lower alcohol being encapsulated inside the nanofibers were found. Confirmed because it is difficult.

ナノファイバーや繊維ウェブで分散媒(溶媒成分)の混入が抑えられているメカニズムは、不明であるが、次のように推定される。樹脂エマルションにおいて、EVOHを含有する樹脂微粒子(分散質)は、溶媒成分(分散媒)と溶け合うことなく分散している。つまり、図3(a)に示すように、樹脂エマルション27中でのEVOH分子31は、多数集合して球状の樹脂微粒子41を形成している。この樹脂微粒子41の内部では、水分子33は全く含まれていないか、又は、ほとんど含まれていない。このため、EVOH分子31に引き付けられている水分子33は、樹脂微粒子41と分散媒との界面付近に存するものにほとんど限られている。また、球状の樹脂微粒子41は、図3(b)に示すように、流体ジェット23b中で延伸されて、略紐状の樹脂微粒子(43a,43b)となる。   The mechanism by which the mixing of the dispersion medium (solvent component) is suppressed in the nanofibers and the fiber web is unknown, but it is presumed as follows. In the resin emulsion, the resin fine particles (dispersoid) containing EVOH are dispersed without being dissolved in the solvent component (dispersion medium). That is, as shown in FIG. 3A, a large number of EVOH molecules 31 in the resin emulsion 27 are aggregated to form spherical resin fine particles 41. Inside the resin fine particles 41, the water molecules 33 are not contained at all or are hardly contained therein. Therefore, the water molecules 33 attracted to the EVOH molecules 31 are almost limited to those existing near the interface between the resin fine particles 41 and the dispersion medium. Further, as shown in FIG. 3B, the spherical resin fine particles 41 are stretched in the fluid jet 23b to become substantially string-shaped resin fine particles (43a, 43b).

流体ジェット23b中で、一の樹脂微粒子43aを構成しているEVOH分子31が、他の樹脂微粒子43bを構成しているEVOH分子31と絡み合うことを次々と繰り返してフィブリル37bが形成され、このフィブリル37bが多数集合してナノファイバーが紡糸されると考えられる。ここで、樹脂微粒子(43a,43b)を構成しているEVOH分子31も、引き付けている水分子33は、樹脂微粒子(43a,43b)と分散媒との界面付近に存するものにほとんど限られている。このため、フィブリル23bを構成しているEVOH分子31とEVOH分子31の隙間39に閉じ込められる水分子35の数が、少なく抑えられると考えられる。   In the fluid jet 23b, EVOH molecules 31 forming one resin particle 43a are entangled with EVOH molecules 31 forming another resin particle 43b one after another to form a fibril 37b. It is considered that a large number of 37b aggregate to form nanofibers. Here, the EVOH molecules 31 forming the resin fine particles (43a, 43b) and the attracted water molecules 33 are almost limited to those existing near the interface between the resin fine particles (43a, 43b) and the dispersion medium. There is. Therefore, it is considered that the number of water molecules 35 trapped in the gap 39 between the EVOH molecule 31 and the EVOH molecule 31 forming the fibril 23b can be suppressed to be small.

上記したメカニズムにより、図3に示す分散質がEVOHを含有する樹脂エマルション27を用いて静電紡糸法を行う場合には、図2に示すEVOH溶液21を用いて溶媒型静電紡糸法を行う場合よりも、紡糸直後のナノファイバーの内部に水(分散媒、溶媒成分)が封入されにくいものと推定される。また、水以外の溶媒成分(分散媒)、例えば低級アルコールやDMSOも、水と同様、上記したメカニズムにより紡糸直後のナノファイバーに封入されにくいと考えられる。なお、低級アルコールやDMSOは、水と比べて沸点が低いため、流体ジェット中でフィブリルが形成される前に直ちに気化して空気中に揮散しやすく、水よりも紡糸直後のナノファイバーの内部に封入されにくいと考えられる。   According to the mechanism described above, when the electrospinning method is performed using the resin emulsion 27 in which the dispersoid contains EVOH shown in FIG. 3, the solvent type electrospinning method is performed using the EVOH solution 21 shown in FIG. It is presumed that water (dispersion medium, solvent component) is less likely to be encapsulated inside the nanofibers immediately after spinning than in the case. Further, it is considered that solvent components (dispersion medium) other than water, such as lower alcohol and DMSO, are not easily enclosed in the nanofibers immediately after spinning due to the mechanism described above, like water. Since lower alcohols and DMSO have lower boiling points than water, they easily vaporize and volatilize into the air immediately before fibrils are formed in the fluid jet. It is thought that it is hard to be enclosed.

実施態様1によれば、少なくともEVOHにより構成されているナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブを形成可能である。この繊維ウェブは、そのナノファイバーの内部に、分散媒(溶媒成分)の混入に起因する空洞が少ない。このため、ナノファイバーの内部に空洞が多い繊維ウェブと比べて、破断しにくい。また、EVOHが耐湿性を示すため、PVA等の水溶性樹脂により構成されるナノファイバーとは異なり、吸湿によりナノファイバーや繊維ウェブの形状が崩れることは避けられる。   According to the first embodiment, it is possible to form a fibrous web in which nanofibers composed of at least EVOH are integrated. This fibrous web has few cavities inside the nanofibers due to the inclusion of the dispersion medium (solvent component). Therefore, it is less likely to break as compared with a fiber web in which nanofibers have many voids inside. Further, since EVOH exhibits moisture resistance, it is possible to prevent the shape of the nanofiber or the fibrous web from collapsing due to moisture absorption, unlike the nanofiber composed of a water-soluble resin such as PVA.

なお、従来、薄手のマスクやエアフィルタでは、空気中からPM2.5等の微粒子状物質を除去することは難しく、除去するためには、マスクやエアフィルタの濾材を分厚くする必要があった。これに対して、実施態様1により形成された繊維ウェブで、ナノファイバーの平均繊維径は10nm以上かつ1,000nm以下であり、ナノファイバーの繊維長は平均繊維径の100倍以上ある。また、このナノファイバーの平均繊維径は、好ましくは50nm以上かつ800nm以下である。なお、平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(以下「SEM」という。)により繊維ウェブの写真を撮影し、この写真中の任意の50箇所で測定したナノファイバーの直径の平均値である。このナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブは、その単位重量あたりの全表面積(比表面積)が大きく、軽量で厚みが薄いため、薄手のマスク又はエアフィルタの濾材の材料として用いることができる。ここでのエアフィルタとしては、例えば、空気清浄機用のエアフィルタ、室内空調機用のエアフィルタ、車内空調機用のエアフィルタ等が挙げられ、特に限定されない。   Conventionally, it is difficult to remove particulate matter such as PM2.5 from the air with a thin mask or air filter, and in order to remove it, it is necessary to thicken the filter material of the mask or air filter. On the other hand, in the fibrous web formed according to Embodiment 1, the average fiber diameter of the nanofibers is 10 nm or more and 1,000 nm or less, and the fiber length of the nanofibers is 100 times or more the average fiber diameter. The average fiber diameter of the nanofibers is preferably 50 nm or more and 800 nm or less. The average fiber diameter is the average value of the diameters of the nanofibers measured at 50 arbitrary points in the photograph by taking a photograph of the fiber web with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”). Since the fibrous web in which the nanofibers are integrated has a large total surface area (specific surface area) per unit weight, is lightweight and has a small thickness, it can be used as a material for a filter material of a thin mask or an air filter. Examples of the air filter here include, but are not particularly limited to, an air filter for an air cleaner, an air filter for an indoor air conditioner, and an air filter for an in-vehicle air conditioner.

繊維ウェブの厚み、目付、細孔径、及び圧力損失は、静電紡糸法を行う際にナノファイバーの集積量を調節することで、適宜調整可能である。ナノファイバーは極細であるため、その集積量を増やして細孔径を小さくしても、繊維ウェブや後述する積層シートの厚みは変わっていないように感じる。なお、細孔径は、JIS Z 8831−2、及びJIS Z 8831−3に準拠した方法により得られる測定値である。また、圧力損失は、JIS B 9908の形式2に準拠した試験により得られる測定値である。   The thickness, basis weight, pore size, and pressure loss of the fibrous web can be appropriately adjusted by adjusting the amount of nanofibers accumulated during the electrospinning method. Since nanofibers are extremely fine, it seems that the thickness of the fibrous web or the laminated sheet described later does not change even if the amount of accumulation is increased to reduce the pore size. The pore diameter is a measured value obtained by a method according to JIS Z 8831-2 and JIS Z 8831-3. The pressure loss is a measured value obtained by a test based on JIS B 9908, type 2.

マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として用いるにあたり、実施態様1により形成された繊維ウェブは、その細孔径が10nm以上かつ1,000nm以下であることが好ましい。同じ理由で、繊維ウェブは、その圧力損失が10Pa以上かつ500Pa以下であることが好ましい。これらの場合、空気中のPM2.5粒子やPM1.0粒子等の微粒子状物質を効率良く除去することができる。   When used as a filter medium for a mask or an air filter or as a material for the filter medium, the fiber web formed according to the first embodiment preferably has a pore size of 10 nm or more and 1,000 nm or less. For the same reason, it is preferable that the pressure loss of the fibrous web is 10 Pa or more and 500 Pa or less. In these cases, particulate matter such as PM2.5 particles and PM1.0 particles in the air can be efficiently removed.

繊維ウェブをマスクの濾材あるいは当該濾材の材料として用いる場合、マスクの使用者が息苦しくなりマスクを外してしまうことを避ける観点から、実施態様1により形成された繊維ウェブの圧力損失は、さらに好ましくは10Pa以上かつ100Pa以下である。なお、圧力損失が小さいほどマスクの使用者は息苦しさを感じにくくなるが、繊維ウェブによる微小粒子状物質の捕捉率が低下してしまう。一方、繊維ウェブをエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として用いる場合には、繊維ウェブの圧力損失が大きくても息苦しさの問題は生じない。   When the fibrous web is used as the filter material of the mask or the material of the filter material, the pressure loss of the fibrous web formed according to Embodiment 1 is more preferably from the viewpoint of avoiding that the user of the mask becomes stuffy and removes the mask. It is 10 Pa or more and 100 Pa or less. Note that the smaller the pressure loss, the less likely the user of the mask will feel suffocation, but the capture rate of the fine particulate matter by the fibrous web will decrease. On the other hand, when the fibrous web is used as the filter material of the air filter or the material of the filter material, the problem of breathing does not occur even if the pressure loss of the fibrous web is large.

実施態様1により形成された繊維ウェブは、その目付や圧力損失が小さくてもPM2.5粒子の捕捉率が高い観点から、PM2.5粒子を捕捉するためのマスク又はエアフィルタの材料として用いられることが好ましい。また、実施態様1により形成された繊維ウェブは、さらにより好ましくは、その圧力損失が10Pa以上かつ100Pa以下であり、PM2.5粒子を捕捉するためのマスクの濾材または当該濾材の材料として用いられる。   The fibrous web formed according to Embodiment 1 is used as a material for a mask or an air filter for trapping PM2.5 particles from the viewpoint that the trapping rate of PM2.5 particles is high even if the basis weight and pressure loss are small. Preferably. The fiber web formed according to Embodiment 1 is even more preferably a pressure loss of 10 Pa or more and 100 Pa or less, and is used as a filter medium of a mask for capturing PM2.5 particles or a material of the filter medium. ..

実施態様1により形成された繊維ウェブは、そのナノファイバーの集積量を多くすることで厚みを分厚くして剛性を高めた場合には、濾材の材料ではなく、そのままマスク又はエアフィルタの濾材として用いても良い。   The fibrous web formed according to the first embodiment is not used as a filter medium but as a filter medium for a mask or an air filter when the thickness is increased by increasing the amount of nanofibers accumulated to increase the rigidity. May be.

以上、実施態様1に係る繊維ウェブの形成方法と、実施態様1により形成された繊維ウェブについて説明したが、本発明は、さらに異なる態様で実施可能である。以上で説明した内容は、以下で説明する実施態様と繊維ウェブで共通するため、同じ説明を省略する。以下、実施態様1や実施態様1により形成された繊維ウェブと比べて、異なる点を説明する。   Although the method for forming the fibrous web according to the first embodiment and the fibrous web formed according to the first embodiment have been described above, the present invention can be carried out in different modes. Since the contents described above are common to the embodiment described below and the fiber web, the same description is omitted. Hereinafter, different points from the first embodiment and the fibrous web formed according to the first embodiment will be described.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様2]
実施態様2に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質がEVOHを含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が5重量%以上かつ25重量%以下である。実施態様2によれば、ナノファイバーや繊維ウェブを大量に効率よく形成可能である。なお、樹脂エマルションにおけるEVOHの含有量が5重量%よりも少なすぎると、紡糸されたナノファイバーの繊維長が短くなってしまうため、繊維ウェブが嵩高になり、繊維ウェブからナノファイバーが脱落しやすくなってしまう場合がある。また、樹脂エマルションにおけるEVOHの含有量が25重量%よりも多すぎると、樹脂エマルションは、その粘度が大きく流動しにくいため、静電紡糸装置のノズル孔(例えば、図1に示す静電紡糸装置1における開口部15)が詰まりやすくなり、大量に効率良く紡糸することが難しくなってしまう場合がある。
[Second Embodiment of Method for Forming Fibrous Web]
In the forming method according to the second embodiment, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, and the content of EVOH in this resin emulsion is 5% by weight or more and 25% by weight or less. According to the second embodiment, it is possible to efficiently form a large amount of nanofibers and fiber webs. If the content of EVOH in the resin emulsion is less than 5% by weight, the fiber length of the spun nanofibers becomes short, and the fiber web becomes bulky and the nanofibers easily fall off from the fiber web. It may become. Further, when the content of EVOH in the resin emulsion is more than 25% by weight, the viscosity of the resin emulsion is large and it is difficult for the resin emulsion to flow. Therefore, the nozzle hole of the electrostatic spinning device (for example, the electrostatic spinning device shown in FIG. 1) is used. The opening 15) in No. 1 may be easily clogged, and it may be difficult to efficiently spin a large amount.

実施態様2は、好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOHを含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が5重量%以上かつ25重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、及び水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。この場合の樹脂エマルションは、所定量の低級アルコールを含有しているため、殺菌されており、カビが生じにくく、冷蔵庫等で長期保存可能である。このため、先に樹脂エマルションを調製しておき、後日に静電紡糸法を行うことが可能であり、作業者にとっては作業しやすい。また、この場合、樹脂エマルションは、水を多く含有することで低級アルコールの含有量が多すぎないため、流体ジェットから蒸発した有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。同じ理由により、形成直後の繊維ウェブから空気中に有機溶媒が放出されて蒸発することも、抑えられる。このため、形成直後の繊維ウェブを減圧蒸留しなくても、そのまま繊維ウェブを大量に倉庫内で保管しても、倉庫で前述した諸問題が生じることは避けられる。   In Embodiment 2, preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, the content of EVOH in this resin emulsion is 5% by weight or more and 25% by weight or less, and the content of lower alcohol is 20% by weight or more and It is 40% by weight or less, and the water content is 40% by weight or more and 60% by weight or less. Since the resin emulsion in this case contains a predetermined amount of lower alcohol, it is sterilized, is less likely to cause mold, and can be stored for a long time in a refrigerator or the like. Therefore, it is possible to prepare the resin emulsion in advance and perform the electrospinning method at a later date, which is easy for the operator to work. Further, in this case, since the resin emulsion does not contain too much lower alcohol because it contains a large amount of water, various problems caused by the organic solvent evaporated from the fluid jet are unlikely to occur. For the same reason, evaporation of the organic solvent released from the fibrous web immediately after formation into the air is also suppressed. Therefore, even if the fibrous web immediately after being formed is not distilled under reduced pressure, even if a large amount of the fibrous web is stored in the warehouse as it is, it is possible to avoid the above-mentioned problems in the warehouse.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様3]
実施態様3に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質が、EVOHとポリウレタンを含有する。ポリウレタンは、常温(5℃以上かつ35℃以下)で接着性を示す接着性樹脂の一種であり、分子内にイソシアネート基を有する化合物と、分子内に水酸基を有する化合物との縮合により合成される。ポリウレタンは、EVOHと比べると親水性を示すものの、水に溶解しにくい。樹脂エマルションにおいてポリウレタンは、樹脂微粒子として分散している。つまり、ポリウレタンは、EVOHと同様、分散質の構成成分であり、分散媒(溶媒成分)と溶け合っていない。
[Third Embodiment of Method for Forming Fibrous Web]
In the forming method according to the third embodiment, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and polyurethane. Polyurethane is a type of adhesive resin that exhibits adhesiveness at room temperature (5 ° C. or more and 35 ° C. or less), and is synthesized by condensation of a compound having an isocyanate group in the molecule with a compound having a hydroxyl group in the molecule. .. Polyurethane is more hydrophilic than EVOH, but is less soluble in water. In the resin emulsion, polyurethane is dispersed as resin fine particles. That is, polyurethane, like EVOH, is a constituent component of the dispersoid and is not dissolved in the dispersion medium (solvent component).

ポリウレタンは、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとの縮合により合成される。ポリウレタンを構成するポリオールとしては、例えば、ポリアクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。   Polyurethane is synthesized, for example, by condensation of polyol and polyisocyanate. Examples of the polyol that constitutes the polyurethane include one or more compounds selected from the group consisting of polyacrylic polyol, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, and the like.

ポリアクリルポリオールとしては、ポリ−2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリ−2−ヒドロキシブチルアクリレート、ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ−2−ヒドロキシブチルメタクリレート等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ−2−メチルテトラメチレングリコール等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、ポリブタンジオールアジペート、ポリ−3−メチルペンタンジオールアジペート、ポリ−1,6−ヘキサンジオールアジペート、ポリネオペンチルグリコールアジペート等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。ポリカーボネートポリオールとしては、ポリ−3−メチルペンタンジオールカーボネート、ポリノナンジオールカーボネート等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。ポリカプロラクトンポリオールとしては、例えば、ポリ−β−メチルバレロラクトン等が挙げられる。   As the polyacrylic polyol, one or more compounds selected from the group consisting of poly-2-hydroxyethyl acrylate, poly-2-hydroxybutyl acrylate, poly-2-hydroxyethyl methacrylate, poly-2-hydroxybutyl methacrylate and the like. Is mentioned. Examples of the polyether polyol include one or more compounds selected from the group consisting of polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly-2-methyltetramethylene glycol and the like. Examples of the polyester polyol include one or more compounds selected from the group consisting of polybutanediol adipate, poly-3-methylpentanediol adipate, poly-1,6-hexanediol adipate, polyneopentyl glycol adipate, and the like. .. Examples of the polycarbonate polyol include at least one compound selected from the group consisting of poly-3-methylpentanediol carbonate and polynonanediol carbonate. Examples of the polycaprolactone polyol include poly-β-methylvalerolactone and the like.

ポリウレタンを構成するポリイソシアネートとしては、ジイソシアネートが挙げられる。ジイソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。   Examples of the polyisocyanate that constitutes polyurethane include diisocyanate. Examples of the diisocyanate include at least one compound selected from the group consisting of toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, norbornene diisocyanate, xylene diisocyanate and lysine diisocyanate.

また、ポリウレタンは、その構成成分に鎖伸張剤が組み込まれたものであっても良い。鎖延伸張としては、例えば、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチルペンタンジオール、ノナンジオール、オクタンジオール、ジメチロールヘプタン、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等からなる群より選ばれた1種以上の化合物が挙げられる。なお、ナノファイバーや繊維ウェブの劣化を避ける観点からは、ポリウレタンは、耐水性や耐加水分解性を示す材質のものであることが好ましい。   Further, the polyurethane may have a chain extender incorporated in its constituent components. Examples of chain stretching include 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 3-methylpentanediol, nonanediol, octanediol, One or more compounds selected from the group consisting of dimethylolheptane, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid and the like can be mentioned. From the viewpoint of avoiding deterioration of the nanofibers and the fiber web, the polyurethane is preferably made of a material exhibiting water resistance and hydrolysis resistance.

実施態様3において、分散質がEVOH及びポリウレタンを含有する樹脂エマルションを調製する方法は、特に限定されない。簡易迅速に調製する観点からは、分散質がポリウレタンを含有する樹脂エマルションの市販品と、前述した分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションの市販品と、を混合する方法により、分散質がEVOH及びポリウレタンを含有する樹脂エマルションを調製することが好ましい。   In Embodiment 3, the method for preparing the resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH and polyurethane is not particularly limited. From the viewpoint of simple and quick preparation, the dispersoid is prepared by mixing the commercially available resin emulsion containing the polyurethane as the dispersoid and the commercially available resin emulsion containing the EVOH as the dispersoid as described above. It is preferable to prepare a resin emulsion containing polyurethane.

分散質がポリウレタンを含有する樹脂エマルションの市販品としては、例えば、スーパーフレックス(第一工業製薬株式会社の登録商標)シリーズ、スーパーフレックスEシリーズ、スーパーフレックスRシリーズ、エラストロン(同社の登録商標)シリーズ、エラストロンBNシリーズ(全て、同社製)等が挙げられる。これら市販品の内で、スーパーフレックスシリーズは、自己乳化型であるため樹脂エマルションが安定しており、また、ポリウレタンの分子量が大きいためナノファイバーを紡糸しやすい観点から、好ましい。   Commercially available resin emulsions whose dispersoid contains polyurethane include, for example, Superflex (registered trademark of Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) series, Superflex E series, Superflex R series, Elastron (registered trademark of the same company) series. , Elastron BN series (all manufactured by the same company) and the like. Among these commercially available products, the Superflex series is preferred from the viewpoint that the resin emulsion is stable because it is a self-emulsifying type and that the nanofibers are easily spun because the molecular weight of polyurethane is large.

実施態様3によれば、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法と同様の手法で、例えば、図1に示す静電紡糸装置1を用いて、EVOH及びポリウレタンにより構成されているナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブを、安定して容易に形成可能である。また、実施態様1,2と同様、紡糸直後のナノファイバー及び形成直後の繊維ウェブでは、分散媒(溶媒成分)の混入が抑えられている。   According to the third embodiment, nanofibers composed of EVOH and polyurethane are accumulated by the same method as the solvent-type electrostatic spinning method using an EVOH solution, for example, by using the electrostatic spinning device 1 shown in FIG. The resulting fibrous web can be stably and easily formed. Further, similarly to Embodiments 1 and 2, in the nanofiber immediately after spinning and the fiber web immediately after formation, the mixing of the dispersion medium (solvent component) is suppressed.

実施態様3により形成された繊維ウェブで、ナノファイバーの断面の構造は、特に限定されない。例えば、EVOHとポリウレタンとがナノファイバーの長手方向に並列に並び相互に接合したバイラテラル構造を有しても良い。あるいは、EVOHにより構成されている島と、ポリウレタンにより構成されている海と、による海島構造を有しても良い。EVOHにより構成されている芯と、ポリウレタンにより構成されている鞘と、による芯鞘構造を有しても良い。EVOHとポリウレタンとのポリマーアロイにより構成されているため、EVOHにより構成されている部分と、ポリウレタンにより構成されている部分と、を区別できない構造を有しても良い。また、このナノファイバーの断面の外形としては、円形状、多角形状等が挙げられる。ナノファイバーの内部に、空洞はほとんど見当たらない。   In the fibrous web formed according to Embodiment 3, the structure of the cross section of the nanofiber is not particularly limited. For example, EVOH and polyurethane may have a bilateral structure in which they are aligned in the longitudinal direction of the nanofibers and joined to each other. Alternatively, it may have a sea-island structure composed of islands made of EVOH and the sea made of polyurethane. It may have a core-sheath structure composed of a core made of EVOH and a sheath made of polyurethane. Since it is composed of a polymer alloy of EVOH and polyurethane, it may have a structure in which the part composed of EVOH and the part composed of polyurethane cannot be distinguished from each other. The cross-sectional outer shape of the nanofiber may be circular, polygonal, or the like. Almost no cavity is found inside the nanofiber.

なお、従来、静電紡糸法により海島構造あるいは芯鞘構造を有するナノファイバーを紡糸するには、2種類の樹脂溶液をそれぞれ別のノズル孔から吐出して複合させて紡糸していた。または、あらかじめ海島構造あるいは芯鞘構造を有する樹脂繊維を準備しておき、この樹脂繊維をレーザ照射等で加熱して溶融させ、溶融物を孔から吐出させてエレクトロスピニングしてナノファイバーを紡糸していた。これらの従来法では、装置構成が複雑で、大掛かりで、高価な装置が必要であった。   Incidentally, conventionally, in order to spin nanofibers having a sea-island structure or a core-sheath structure by the electrostatic spinning method, two kinds of resin solutions were respectively discharged from different nozzle holes to be compounded and spun. Alternatively, a resin fiber having a sea-island structure or a core-sheath structure is prepared in advance, the resin fiber is heated by laser irradiation or the like to be melted, and the melt is discharged from a hole and electrospun to spin nanofibers. Was there. In these conventional methods, the device configuration is complicated, large-scale, and expensive device is required.

これに対して、実施態様3によれば、図1に示す静電紡糸装置1のように装置構成が複雑でない静電紡糸装置を用いて実施するのであっても、形成された繊維ウェブにおいて、EVOHはナノファイバーの内部に位置しやすく、ポリウレタンはナノファイバーの表面部分に位置しやすい。このような位置関係が形成されるメカニズムは不明であるが、次のように推定される。ポリウレタンは、EVOHよりも親水性を示す。このため、樹脂エマルションの分散相(分散質)において、ポリウレタンは、EVOHの樹脂微粒子の表面の少なくとも一部を覆うことで、EVOHの樹脂微粒子と連続相(分散媒)との界面の面積を減少させていると考えられる。さらに、流体ジェット中で、EVOHの樹脂微粒子とポリウレタンの樹脂微粒子とを併せた分散相(分散質)が延伸されてナノファイバーが紡糸されるため、ナノファイバーにおいて前述した位置関係が生じやすいものと推定される。   On the other hand, according to the third embodiment, even when the electrospinning apparatus having a simple device configuration such as the electrospinning apparatus 1 shown in FIG. EVOH is likely to be located inside the nanofibers, and polyurethane is likely to be located at the surface portion of the nanofibers. Although the mechanism by which such a positional relationship is formed is unknown, it is presumed as follows. Polyurethane is more hydrophilic than EVOH. Therefore, in the dispersed phase (dispersoid) of the resin emulsion, the polyurethane covers at least a part of the surface of the EVOH resin fine particles, thereby reducing the area of the interface between the EVOH resin fine particles and the continuous phase (dispersion medium). It is thought to have been done. Furthermore, in the fluid jet, the dispersed phase (dispersoid) including the resin particles of EVOH and the resin particles of polyurethane is stretched and the nanofibers are spun, so that the above-mentioned positional relationship is likely to occur in the nanofibers. Presumed.

ポリウレタンは、一般的に接着剤として用いられており、常温で可撓性と接着性を示す。実施態様3により形成された繊維ウェブは、ポリウレタンが示す接着性によりナノファイバー同士が絡まった状態で自己接着しており、さらに、ポリウレタンが可撓性を示すため、実施態様1,2により形成された繊維ウェブよりも破損しにくい。   Polyurethane is generally used as an adhesive and exhibits flexibility and adhesiveness at room temperature. The fibrous web formed according to Embodiment 3 is self-adhered in a state where nanofibers are entangled with each other due to the adhesiveness of polyurethane, and further, since polyurethane exhibits flexibility, it is formed according to Embodiments 1 and 2. Less likely to break than fibrous webs.

また、従来、EVOHにより構成されているナノファイバーを集積してなる繊維ウェブは、そのままでは基材から剥離しやすい問題があった。剥離を抑えるためには、例えば、カレンダー加工により繊維ウェブを基材に熱圧着する等の熱処理を施す必要があった。これに対して、実施態様3により形成された繊維ウェブは、ポリウレタンが常温で接着性を示すため、繊維ウェブが基材に付着する。実施態様3により形成された繊維ウェブは、例え熱処理を施されていなくとも、基材から剥離しにくい。さらに、実施態様3により形成された繊維ウェブは、親水性の基材に限らず、例えば、アルミニウム箔や、ポリエチレンテレフタレート等の親水性を示さない基材にも付着することができる。   Further, conventionally, there has been a problem that a fibrous web formed by accumulating nanofibers composed of EVOH is likely to be peeled from a base material as it is. In order to suppress peeling, it was necessary to perform heat treatment such as thermocompression bonding of the fibrous web to the base material by calendering. On the other hand, in the fibrous web formed according to the third embodiment, since polyurethane exhibits adhesiveness at room temperature, the fibrous web adheres to the base material. The fibrous web formed according to Embodiment 3 is unlikely to peel from the substrate even if it has not been heat treated. Furthermore, the fibrous web formed in Embodiment 3 is not limited to hydrophilic substrates, but can be attached to non-hydrophilic substrates such as aluminum foil and polyethylene terephthalate.

ポリウレタンは常温で接着性を示すため、実施態様3により形成された繊維ウェブを通過する空気中や呼気中に浮遊している塵埃、花粉等は、ポリウレタンに吸着して効率よく除去される。このため、実施態様3により形成された繊維ウェブは、実施態様1,2により形成された繊維ウェブよりも、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料としてさらに適している。また、前述した実施態様1と同じ理由により、実施形態3により形成された繊維ウェブは、好ましくはPM2.5粒子を捕捉するためのマスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として用いられ、さらに好ましくは圧力損失が10Pa以上かつ100Pa以下でありPM2.5粒子を捕捉するためのマスクの濾材またはその材料として用いられる。なお、実施態様3により形成された繊維ウェブは、その細孔径が2.5μm以下となるまでナノファイバーが集積されて形成されたものであっても、厚みが薄いままである。実施態様3により形成された繊維ウェブを濾材又はその材料とすることで、薄手で軽量なマスクやエアフィルタを製造可能である。   Since polyurethane exhibits adhesiveness at room temperature, dust, pollen, etc. floating in the air passing through the fibrous web formed in Embodiment 3 or in the exhaled air are efficiently removed by adsorbing to the polyurethane. Therefore, the fiber web formed according to the third embodiment is more suitable as the filter material of the mask or the air filter or the material of the filter material than the fiber web formed according to the first and second embodiments. Further, for the same reason as in the above-described Embodiment 1, the fibrous web formed according to Embodiment 3 is preferably used as a filter medium of a mask or an air filter for capturing PM2.5 particles or a material of the filter medium, and The pressure loss is preferably 10 Pa or more and 100 Pa or less and used as a filter medium for a mask for capturing PM2.5 particles or a material thereof. The fibrous web formed according to Embodiment 3 remains thin even if it is formed by accumulating nanofibers until the pore diameter becomes 2.5 μm or less. By using the fibrous web formed according to the third embodiment as a filter medium or a material thereof, a thin and lightweight mask or air filter can be manufactured.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様4]
実施態様4に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質がEVOHとポリウレタンを含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が5重量%以上かつ16重量%以下であり、ポリウレタンの含有量が0.1重量%以上かつ35重量%以下である。
[Fourth Embodiment of Method for Forming Fibrous Web]
In the forming method according to Embodiment 4, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and polyurethane, and the content of EVOH in this resin emulsion is 5% by weight or more and 16% by weight or less, and the content of polyurethane is 0% or less. 1% by weight or more and 35% by weight or less.

実施態様4では、樹脂エマルションにおけるEVOHの含有量が16重量%より多い場合よりも、静電紡糸装置のノズル孔が詰まりにくいため、さらに効率良く容易に繊維ウェブを形成することができる。また、実施態様4により形成された繊維ウェブは、そのナノファイバーにおける、ポリウレタンのEVOHに対する重量比(ポリウレタン/EVOH)が、極端に小さくなりすぎない。このため、ポリウレタンの含有量が極端に少ない場合と比べて、実施態様4により形成された繊維ウェブは、ポリウレタンが示す接着性と可撓性により、破損しにくく、基材に付着して剥離しにくい。   In Embodiment 4, the nozzle holes of the electrostatic spinning device are less likely to be clogged than when the EVOH content in the resin emulsion is more than 16% by weight, so that the fibrous web can be formed more efficiently and easily. In the fibrous web formed according to Embodiment 4, the weight ratio of polyurethane to EVOH (polyurethane / EVOH) in the nanofibers does not become extremely small. Therefore, as compared with the case where the content of polyurethane is extremely low, the fibrous web formed according to Embodiment 4 is less likely to be damaged due to the adhesiveness and flexibility of polyurethane, and adheres to the base material to be peeled off. Hateful.

実施態様4は、さらに好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOHとポリウレタンを含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、ポリウレタンの含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。このような組成であると、水の含有量が多いため、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、ナノファイバーの少なくとも一部が、ナノファイバーの繊維長方向(長手方向)に伸長している芯部と、芯部の表面に断続的に存する接着部と、を有する構造になりやすい。ここでの芯部はEVOHにより構成されており、接着部はポリウレタンにより構成されている。なお、この場合のナノファイバーの断面をSEMで観察したときに、芯部の内部には、ポリウレタン(接着部)はほとんど見当たらない。また、接着部が芯部の表面から隆起している場合があるため、SEMで観察したときのナノファイバーの外観は、芯部の表面にまばらに隆起した部分(接着部)があるように見える。   In Embodiment 4, more preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and polyurethane, and the content of EVOH in this resin emulsion is 8% by weight or more and 15% by weight or less, and the content of polyurethane is 5% by weight. Or more and 15% by weight or less, the content of lower alcohol is 20% by weight or more and 40% by weight or less, and the content of water is 40% by weight or more and 60% by weight or less. With such a composition, since the water content is large, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. In addition, in the fibrous web formed in this case, at least a part of the nanofibers has a core portion extending in the fiber length direction (longitudinal direction) of the nanofiber, and an adhesive portion intermittently existing on the surface of the core portion. And a structure having The core portion here is made of EVOH, and the adhesive portion is made of polyurethane. In addition, when observing the cross section of the nanofiber in this case with the SEM, almost no polyurethane (adhesive part) is found inside the core part. In addition, since the adhesive part may be raised from the surface of the core part, the appearance of the nanofibers observed by SEM seems to have a sparsely raised part (adhesive part) on the surface of the core part. ..

上記したようにナノファイバーが芯部と接着部とを有する構造であると、当該ナノファイバーの表面に、接着部と、芯部の表面が露出している部分と、が現れている。接着部は、ナノファイバー同士を自己接着させ、繊維ウェブを基材に付着させて基材から剥離しにくくし、塵埃や花粉等を吸着する。また、芯部の表面が露出している部分が適度に現れていると、接着部が多すぎないため、繊維ウェブの目詰まりを避けることができ、繊維ウェブの圧力損失が高くなりすぎない。このため、ナノファイバーが芯部と接着部とを有する構造であると、ナノファイバーが芯鞘構造や海島構造である場合よりも、繊維ウェブがマスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として更に適している。   As described above, when the nanofiber has a structure having a core portion and an adhesive portion, an adhesive portion and a portion where the surface of the core portion is exposed appear on the surface of the nanofiber. The adhesive portion self-adheres the nanofibers to each other, adheres the fibrous web to the base material, makes it difficult to separate from the base material, and adsorbs dust, pollen, and the like. Further, when the exposed portion of the surface of the core portion is appropriately exposed, clogging of the fibrous web can be avoided and the pressure loss of the fibrous web does not become too high because the number of bonded portions is not too large. Therefore, when the nanofiber has a structure having a core portion and an adhesive portion, as compared with the case where the nanofiber has a core-sheath structure or a sea-island structure, the fibrous web is further used as a filter medium for a mask or an air filter or a material for the filter medium. Are suitable.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様5]
実施態様5に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質がEVOHとポリウレタンを含有し、この樹脂エマルションにおける、ポリウレタンのEVOHに対する重量比(ポリウレタン/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下である。実施態様5により、実施態様1〜4と同様に容易に繊維ウェブを形成することができる。また、形成された繊維ウェブにおいて、ナノファイバーが前述した芯部と接着部とを有する構造になりやすい。
[Fifth Embodiment of Method for Forming Fibrous Web]
In the forming method according to Embodiment 5, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and polyurethane, and the weight ratio of polyurethane to EVOH (polyurethane / EVOH) in this resin emulsion is 0.5 or more and 2.0 or less. .. According to the fifth embodiment, a fibrous web can be easily formed as in the first to fourth embodiments. Further, in the formed fibrous web, the nanofibers are likely to have the above-described structure having the core portion and the adhesive portion.

実施態様5は、好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOHとポリウレタンを含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHに対するポリウレタンの重量比(ポリウレタン/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であり、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、ポリウレタンの含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。このような組成であると、水の含有量が多いため、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、前述した芯部と接着部とを有する構造になりやすく、かつ、芯部の量に対する接着部の量が適度であるため繊維ウェブの目詰まりを抑えられることから、実施態様4により得られる繊維ウェブよりも、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として更に適している。   In embodiment 5, preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and polyurethane, and the weight ratio of polyurethane to EVOH (polyurethane / EVOH) in this resin emulsion is 0.5 or more and 2.0 or less, EVOH content of 8 wt% or more and 15 wt% or less, polyurethane content of 5 wt% or more and 15 wt% or less, lower alcohol content of 20 wt% or more and 40 wt% or less, water content Is 40% by weight or more and 60% by weight or less. With such a composition, since the water content is large, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. Further, the fibrous web formed in this case is likely to have a structure having the core portion and the adhesive portion described above, and the clogging of the fibrous web is suppressed because the amount of the adhesive portion with respect to the amount of the core portion is appropriate. Therefore, it is more suitable as the filter material of the mask or the air filter or the material of the filter material than the fiber web obtained in the fourth embodiment.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様6]
実施態様6に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質がEVOHとエチレン−ブタジエン共重合体を含有する。エチレン−ブタジエン共重合体は、常温で接着性を示す接着性樹脂の一種であり、エチレンとブタジエンとをコモノマーとする共重合体である。また、エチレン−ブタジエン共重合体は、水に溶解しにくい。樹脂エマルションにおいてエチレン−ブタジエン共重合体は、樹脂微粒子として分散している。つまり、エチレン−ブタジエン共重合体は、EVOHと同様、樹脂エマルションの分散質を構成しており、分散媒(溶媒成分)と溶け合っていない。
[Embodiment 6 of the method for forming a fibrous web]
In the forming method according to the sixth embodiment, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and an ethylene-butadiene copolymer. The ethylene-butadiene copolymer is a kind of adhesive resin that exhibits adhesiveness at room temperature, and is a copolymer having ethylene and butadiene as comonomers. Further, the ethylene-butadiene copolymer is difficult to dissolve in water. In the resin emulsion, the ethylene-butadiene copolymer is dispersed as resin fine particles. That is, the ethylene-butadiene copolymer constitutes the dispersoid of the resin emulsion, like the EVOH, and does not dissolve in the dispersion medium (solvent component).

実施態様6において、分散質がEVOH及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションを調製する方法は、特に限定されない。簡易迅速に調製する観点からは、分散質がエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションの市販品と、前述した分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションの市販品とを混合する方法により、分散質がEVOH及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションを調製することが好ましい。分散質がエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションの市販品としては、例えば、CB−1200(ユニチカ株式会社製)が挙げられる   In Embodiment 6, the method for preparing the resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH and the ethylene-butadiene copolymer is not particularly limited. From the viewpoint of simple and quick preparation, the dispersoid is dispersed by a method of mixing a commercial product of a resin emulsion containing an ethylene-butadiene copolymer and the aforementioned commercial product of a resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH. It is preferable to prepare a resin emulsion whose quality contains EVOH and an ethylene-butadiene copolymer. Examples of commercially available resin emulsions whose dispersoid contains an ethylene-butadiene copolymer include CB-1200 (manufactured by Unitika Ltd.).

実施態様6によれば、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法と同様の手法で、例えば、図1に示す静電紡糸装置1のように装置構成が複雑でない静電紡糸装置により、EVOH及びエチレン−ブタジエン共重合体により構成されているナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブを、安定して容易に形成可能である。また、実施態様1,2と同様、紡糸直後のナノファイバー及び形成直後の繊維ウェブでは、分散媒(溶媒成分)の混入が抑えられている。   According to the sixth embodiment, the EVOH and the electrospinning apparatus having a simple structure such as the electrospinning apparatus 1 shown in FIG. A fibrous web in which nanofibers composed of an ethylene-butadiene copolymer are integrated can be stably and easily formed. Further, similarly to Embodiments 1 and 2, in the nanofiber immediately after spinning and the fiber web immediately after formation, the mixing of the dispersion medium (solvent component) is suppressed.

実施態様6により形成された繊維ウェブにおいて、ナノファイバーの断面の構造は、特に限定されない。例えば、EVOHとエチレン−ブタジエン共重合体とによるバイラテラル構造を有しても良い。あるいは、EVOHにより構成されている島と、エチレン−ブタジエン共重合体により構成されている海と、による海島構造を有しても良い。EVOHにより構成されている芯と、エチレン−ブタジエン共重合体により構成されている鞘と、による芯鞘構造を有しても良い。EVOHとエチレン−ブタジエン共重合体とのポリマーアロイにより構成されている構造を有しても良い。また、このナノファイバーの断面の外形としては、円形状、多角形状等が挙げられる。ナノファイバーの内部に、空洞はほとんど見当たらない。   In the fibrous web formed according to Embodiment 6, the structure of the cross section of the nanofiber is not particularly limited. For example, it may have a bilateral structure of EVOH and an ethylene-butadiene copolymer. Alternatively, it may have a sea-island structure composed of islands composed of EVOH and a sea composed of ethylene-butadiene copolymer. It may have a core-sheath structure consisting of a core made of EVOH and a sheath made of an ethylene-butadiene copolymer. It may have a structure composed of a polymer alloy of EVOH and an ethylene-butadiene copolymer. The cross-sectional outer shape of the nanofiber may be circular, polygonal, or the like. Almost no cavity is found inside the nanofiber.

エチレン−ブタジエン共重合体は、一般的に接着剤として用いられており、常温で可撓性と強い接着性を示す。このため、実施態様6により形成された繊維ウェブは、エチレン−ブタジエン共重合体が示す接着性によりナノファイバー同士が絡まった状態で自己接着しており、また、エチレン−ブタジエン共重合体が可撓性を示すため、実施態様1,2により形成された繊維ウェブよりも破損しにくい。   The ethylene-butadiene copolymer is generally used as an adhesive and exhibits flexibility and strong adhesiveness at room temperature. Therefore, the fibrous web formed according to Embodiment 6 is self-adhesive in a state where nanofibers are entangled with each other due to the adhesiveness of the ethylene-butadiene copolymer, and the ethylene-butadiene copolymer is flexible. Since it exhibits the property, it is less likely to be damaged than the fibrous web formed according to Embodiments 1 and 2.

実施態様6により形成された繊維ウェブは、実施態様3により形成された繊維ウェブと同様の理由で、基材に付着して基材から剥離しにくい。親水性の基材に限らず、例えば、アルミニウム箔や、ポリエチレンテレフタレート等の親水性を示さない基材にも付着することができる。また、実施態様6により形成された繊維ウェブは、実施態様3により形成された繊維ウェブと同様の理由で、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として適している。なお、ここでのマスク又はエアフィルタが、PM2.5粒子を捕捉するために用いられることが好ましい。   The fibrous web formed according to Embodiment 6 is less likely to adhere to the substrate and separate from the substrate for the same reason as the fibrous web formed according to Embodiment 3. It can be attached not only to hydrophilic substrates but also to non-hydrophilic substrates such as aluminum foil and polyethylene terephthalate. Further, the fiber web formed according to the sixth embodiment is suitable as a filter medium for a mask or an air filter or a material for the filter medium for the same reason as the fiber web formed according to the third embodiment. It should be noted that the mask or air filter here is preferably used to trap PM2.5 particles.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様7]
実施態様7に係る形成法は、樹脂エマルションの分散質がEVOHとエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおいて、EVOHの含有量が5重量%以上かつ16重量%以下であり、エチレン−ブタジエン共重合体の含有量が0.1重量%以上かつ35重量%以下である。この場合、EVOHの含有量が多すぎる場合よりも効率良く繊維ウェブを形成可能である。また、実施態様7により形成された繊維ウェブは、そのナノファイバーにおける、エチレン−ブタジエン共重合体のEVOHに対する重量比(エチレン−ブタジエン共重合体/EVOH)が、極端に小さくなりすぎない。このため、エチレン−ブタジエン共重合体の含有量が極端に少ない場合と比べて、実施態様7により形成された繊維ウェブは、破損しにくく、基材に付着して剥離しにくい。
[Embodiment 7 of the method for forming a fibrous web]
In the forming method according to Embodiment 7, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and an ethylene-butadiene copolymer, and in this resin emulsion, the content of EVOH is 5% by weight or more and 16% by weight or less, -The content of the butadiene copolymer is 0.1% by weight or more and 35% by weight or less. In this case, the fibrous web can be formed more efficiently than when the EVOH content is too high. In addition, the weight ratio (ethylene-butadiene copolymer / EVOH) of the ethylene-butadiene copolymer to the EVOH in the nanofibers of the fibrous web formed according to Embodiment 7 does not become extremely small. Therefore, as compared with the case where the content of the ethylene-butadiene copolymer is extremely low, the fibrous web formed according to the embodiment 7 is less likely to be damaged and is less likely to be attached to the base material and peeled off.

実施態様7は、さらに好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOHとエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、エチレン−ブタジエン共重合体の含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。このような組成であると、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、前述した芯部と接着部とを有する構造と同様の構造、つまり、芯部はEVOHにより構成されており、接着部はエチレン−ブタジエン共重合体により構成されている構造になりやすい。この場合に形成された繊維ウェブは、ナノファイバーが芯鞘構造や海島構造である場合と比べて、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として更に適している。   In Embodiment 7, more preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and an ethylene-butadiene copolymer, and the content of EVOH in this resin emulsion is 8% by weight or more and 15% by weight or less, ethylene-butadiene The content of the copolymer is 5% by weight or more and 15% by weight or less, the content of the lower alcohol is 20% by weight or more and 40% by weight or less, and the content of water is 40% by weight or more and 60% by weight or less. With such a composition, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. The fibrous web formed in this case has the same structure as the structure having the core portion and the adhesive portion described above, that is, the core portion is made of EVOH, and the adhesive portion is made of the ethylene-butadiene copolymer. It tends to have a structured structure. The fibrous web formed in this case is more suitable as a filter material of a mask or an air filter or a material of the filter material, as compared with the case where the nanofiber has a core-sheath structure or a sea-island structure.

実施態様7は、さらにより好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOHとエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおける、エチレン−ブタジエン共重合体のEVOHに対する重量比(エチレン−ブタジエン共重合体/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であり、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、エチレン−ブタジエン共重合体の含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下、である。このような組成であると、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、前述した芯部と接着部とを有する構造になりやすく、かつ、芯部の量に対する接着部の量が適度であるため繊維ウェブの目詰まり抑えられることから、実施態様6により形成された繊維ウェブよりも、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として更に適している。   In Embodiment 7, even more preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH and an ethylene-butadiene copolymer, and the weight ratio of the ethylene-butadiene copolymer to the EVOH in this resin emulsion (ethylene-butadiene copolymer Combined / EVOH) is 0.5 or more and 2.0 or less, the content of EVOH is 8% by weight or more and 15% by weight or less, and the content of the ethylene-butadiene copolymer is 5% by weight or more and 15% by weight. Hereinafter, the content of the lower alcohol is 20% by weight or more and 40% by weight or less, and the content of water is 40% by weight or more and 60% by weight or less. With such a composition, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. Further, the fibrous web formed in this case is likely to have a structure having the above-mentioned core portion and the adhesive portion, and clogging of the fibrous web is suppressed because the amount of the adhesive portion with respect to the amount of the core portion is appropriate. Therefore, it is more suitable as the filter material of the mask or the air filter or the material of the filter material than the fiber web formed according to the sixth embodiment.

[繊維ウェブの形成方法の実施態様8]
実施態様8に係る形成方法は、樹脂エマルションの分散質がEVOH、ポリウレタン、及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有する。実施態様8によれば、EVOH溶液を用いる溶媒型静電紡糸法と同様の手法で、図1に示す静電紡糸装置1のように装置構成が複雑でない静電紡糸装置により、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として適する繊維ウェブを、安定して形成可能である。また、実施態様1,2と同様、紡糸直後のナノファイバー及び形成直後の繊維ウェブでは、分散媒(溶媒成分)の混入が抑えられている。なお、以下、本明細書で、ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体、及びこれらの混合物からなる群より選ばれたいずれか1種を「接着性樹脂」という。
[Embodiment 8 of the method for forming a fibrous web]
In the forming method according to Embodiment 8, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, polyurethane, and an ethylene-butadiene copolymer. According to the eighth embodiment, a mask or an air filter is formed by an electrostatic spinning apparatus having a simple apparatus configuration like the electrostatic spinning apparatus 1 shown in FIG. 1 by a method similar to the solvent-type electrostatic spinning method using an EVOH solution. The filter material or the fibrous web suitable as the material for the filter material can be stably formed. Further, similarly to Embodiments 1 and 2, in the nanofiber immediately after spinning and the fiber web immediately after formation, the mixing of the dispersion medium (solvent component) is suppressed. Hereinafter, in the present specification, any one selected from the group consisting of polyurethane, ethylene-butadiene copolymer, and a mixture thereof is referred to as “adhesive resin”.

実施態様8は、好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOH、ポリウレタン、及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が5重量%以上かつ16重量%以下であり、接着性樹脂(ポリウレタンとエチレン−ブタジエン共重合体との合計)の含有量が0.1重量%以上かつ35重量%以下である。この場合、EVOHの含有量が多すぎる場合よりも、効率良く繊維ウェブを形成可能である。また、この場合に形成された繊維ウェブは、そのナノファイバーにおける、接着性樹脂(ポリウレタンとエチレン−ブタジエン共重合体との合計)のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が、極端に小さくなりすぎない。この場合に形成された繊維ウェブは、混合物の含有量が極端に少ない繊維ウェブと比べて、破損しにくく、基材に付着して剥離しにくい。   In Embodiment 8, preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, polyurethane, and an ethylene-butadiene copolymer, and the content of EVOH in the resin emulsion is 5% by weight or more and 16% by weight or less. The content of the adhesive resin (total of polyurethane and ethylene-butadiene copolymer) is 0.1% by weight or more and 35% by weight or less. In this case, the fibrous web can be formed more efficiently than when the EVOH content is too high. Further, the fiber web formed in this case has an extremely small weight ratio (adhesive resin / EVOH) of the adhesive resin (total of polyurethane and ethylene-butadiene copolymer) to EVOH in the nanofiber. Not too much. The fibrous web formed in this case is less likely to be damaged and less likely to adhere to the base material and be peeled off, as compared with a fibrous web having an extremely low content of the mixture.

実施態様8は、さらに好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOH、ポリウレタン、及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおける、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、接着性樹脂(ポリウレタンとエチレン−ブタジエン共重合体との合計)の含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。この場合、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、前述した芯部と接着部とを有する構造と同様の構造、つまり、芯部はEVOHにより構成されており、接着部は前述した混合物により構成されている構造になりやすい。この場合に形成された繊維ウェブは、ナノファイバーが芯鞘構造や海島構造である場合と比べて、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として更に適している。   In Embodiment 8, more preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, polyurethane, and an ethylene-butadiene copolymer, and the content of EVOH in this resin emulsion is 8% by weight or more and 15% by weight or less, Content of adhesive resin (total of polyurethane and ethylene-butadiene copolymer) is 5 wt% or more and 15 wt% or less, content of lower alcohol is 20 wt% or more and 40 wt% or less, water content Is 40% by weight or more and 60% by weight or less. In this case, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. Further, the fibrous web formed in this case has the same structure as the structure having the core portion and the adhesive portion described above, that is, the core portion is made of EVOH, and the adhesive portion is made of the mixture described above. It tends to have a structure. The fibrous web formed in this case is more suitable as a filter material of a mask or an air filter or a material of the filter material, as compared with the case where the nanofiber has a core-sheath structure or a sea-island structure.

実施態様8は、さらにより好ましくは、樹脂エマルションの分散質がEVOH、ポリウレタン、及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有し、この樹脂エマルションにおける、接着性樹脂(ポリウレタンとエチレン−ブタジエン共重合体との合計)のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であり、EVOHの含有量が8重量%以上かつ15重量%以下、接着性樹脂(ポリウレタンとエチレン−ブタジエン共重合体との合計)の含有量が5重量%以上かつ15重量%以下、低級アルコールの含有量が20重量%以上かつ40重量%以下、水の含有量が40重量%以上かつ60重量%以下である。この場合、有機溶媒に起因する諸問題が生じにくい。また、この場合に形成された繊維ウェブは、前述した芯部と接着部とを有する構造になりやすく、かつ、芯部の量に対する接着部の量が適度であるため、マスク又はエアフィルタの濾材あるいは当該濾材の材料として適している。   In Embodiment 8, even more preferably, the dispersoid of the resin emulsion contains EVOH, polyurethane, and an ethylene-butadiene copolymer, and the adhesive resin (polyurethane and ethylene-butadiene copolymer The weight ratio of (total) to EVOH (adhesive resin / EVOH) is 0.5 or more and 2.0 or less, the content of EVOH is 8% by weight or more and 15% by weight or less, and the adhesive resin (polyurethane and ethylene- The content of butadiene copolymer) is 5 wt% or more and 15 wt% or less, the content of lower alcohol is 20 wt% or more and 40 wt% or less, and the water content is 40 wt% or more and 60 wt% or less. % Or less. In this case, various problems caused by the organic solvent are unlikely to occur. Further, the fibrous web formed in this case is likely to have a structure having the core portion and the adhesive portion described above, and since the amount of the adhesive portion relative to the amount of the core portion is appropriate, the filter material of the mask or the air filter. Alternatively, it is suitable as a material for the filter medium.

[繊維ウェブの形成方法のその他の実施態様]
実施態様1〜8における静電紡糸法でナノファイバーを集積する際には、金属箔、又は台紙上にナノファイバーを集積させて繊維ウェブを形成しても良い。金属箔としては、アルミニウム箔が例示される。例えば、静電紡糸装置1を用いる場合、あらかじめ捕集部7上に金属箔、又は台紙を置いてから静電紡糸法を行う。繊維ウェブを金属箔、又は台紙から剥がすまでは、金属箔、又は台紙ごと繊維ウェブを持ち運んだり、保管したりすることが容易である。
[Other Embodiments of Method for Forming Fibrous Web]
When nanofibers are accumulated by the electrospinning method in Embodiments 1 to 8, nanofibers may be accumulated on a metal foil or a mount to form a fibrous web. An aluminum foil is illustrated as a metal foil. For example, when the electrospinning apparatus 1 is used, the electrospinning method is performed after placing the metal foil or the mount on the collecting unit 7 in advance. Until the fibrous web is peeled off from the metal foil or the mount, the fibrous web can be easily carried or stored together with the metal foil or the mount.

実施態様1〜8における樹脂エマルションは、発明の効果を妨げない程度の量であれば、必要に応じて、さらに、添加剤や助剤を含有しても良い。添加剤や助剤を含有させるためには、樹脂エマルションを調製する際に、あるいは準備した樹脂エマルションの市販品に、添加剤や助剤を混合する。添加剤としては、滑剤、可塑剤、結晶化速度遅延剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色防止剤、難燃剤、光安定剤等からなる群より選ばれた1種以上の剤が挙げられる。助剤としては、顔料、防カビ剤、抗菌剤等からなる群より選ばれた1種以上の剤が挙げられる。   The resin emulsions in Embodiments 1 to 8 may further contain additives and auxiliaries, if necessary, as long as the effects of the invention are not impaired. In order to contain the additive or the auxiliary agent, the additive or the auxiliary agent is mixed at the time of preparing the resin emulsion or in the commercially available resin emulsion prepared. As the additive, one or more kinds selected from the group consisting of a lubricant, a plasticizer, a crystallization rate retarder, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, an anti-coloring agent, a flame retardant, a light stabilizer and the like. Agents. Examples of the auxiliaries include one or more agents selected from the group consisting of pigments, fungicides, antibacterial agents and the like.

実施態様1〜8のいずれかにより紡糸されたナノファイバーや形成された繊維ウェブは、発明の効果を妨げない程度の量であれば、必要に応じて前述した添加剤や助剤を含有しても良い。   The nanofibers spun according to any one of Embodiments 1 to 8 and the formed fiber web may optionally contain the above-mentioned additives and auxiliaries as long as they do not impair the effects of the invention. Is also good.

実施態様1〜8のいずれかにより得られた繊維ウェブは、PM2.5粒子やPM1.0粒子等の微小粒子状物質を除去する観点からは、その細孔径が600〜1,000nmであることが好ましい。また、PM0.1粒子等の超微小粒子や細菌を除去する観点からは、その細孔径が300nm以上、かつ、600nm未満であることが好ましい。インフルエンザウイルスを除去する観点からは、その細孔径が38nm以上、かつ、300nm未満であることが好ましい。ノロウイルスを除去する観点からは、その細孔径が10〜38nmであることが好ましい。なお、除去すべき粒子に対して必要以上に細孔径が大きすぎると、粒子を除去しにくい。必要以上に細孔径が小さすぎると、目詰まりしやすくなり、また、マスクの使用者が息苦しくなってしまう。   From the viewpoint of removing fine particulate matter such as PM2.5 particles and PM1.0 particles, the fibrous web obtained by any of Embodiments 1 to 8 has a pore size of 600 to 1,000 nm. Is preferred. From the viewpoint of removing ultrafine particles such as PM0.1 particles and bacteria, the pore size is preferably 300 nm or more and less than 600 nm. From the viewpoint of removing influenza virus, the pore size is preferably 38 nm or more and less than 300 nm. From the viewpoint of removing norovirus, the pore size is preferably 10 to 38 nm. If the pore size is too large for the particles to be removed, it will be difficult to remove the particles. If the pore size is too small, clogging is likely to occur, and the mask user becomes uncomfortable.

実施態様1〜8のいずれかにより得られた繊維ウェブを形成しているナノファイバーは、その単繊維の繊維長が20cm以上であることが好ましい。この場合の繊維ウェブは、嵩高になりにくいため、濾材又は濾材の材料として用いると薄手のマスク又はエアフィルタを製造可能である。また、この場合、ナノファイバーが繊維ウェブから脱落しにくいため、脱落による繊維ウェブの劣化を避けることができる。   The nanofiber forming the fibrous web obtained in any of Embodiments 1 to 8 preferably has a fiber length of 20 cm or more. Since the fibrous web in this case does not easily become bulky, a thin mask or an air filter can be manufactured by using it as a filter medium or a material of the filter medium. Further, in this case, since the nanofibers are hard to drop from the fibrous web, it is possible to avoid the deterioration of the fibrous web due to the falling.

[積層シート及びその製造方法]
本発明に係る積層シートの製造方法は、通気性シートを準備する工程と、静電紡糸法により、樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸されたナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成する工程と、形成された繊維ウェブの少なくとも片面に通気性シートを積層する工程を含む。なお、静電紡糸法により、樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸されたナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成する工程と、この工程により得られる繊維ウェブについては、繊維ウェブの形成方法の実施態様1〜8及びその他の実施態様として前述した通りである。
[Laminated sheet and manufacturing method thereof]
The method for producing a laminated sheet according to the present invention comprises a step of preparing a breathable sheet, and an electrospinning method to spin nanofibers from a resin emulsion and to accumulate the spun nanofibers to form a fibrous web. And a step of laminating a breathable sheet on at least one side of the formed fibrous web. In addition, a step of spinning nanofibers from a resin emulsion by an electrospinning method to form a fibrous web by accumulating the spun nanofibers, and a fibrous web obtained by this step, Embodiments 1 to 8 and other embodiments are as described above.

通気性シートは、通気性を有し、繊維ウェブを支えて破損しないように保護する部材であり、繊維ウェブの少なくとも片面に積層される。通気性シートとしては、例えば、不織布、織布等の通気性を有する布や、目の細かいメッシュ等が挙げられるが、特に限定されず、必要に応じて適宜選択される。通気性シートの材質は、親水性を示すもの、疎水性を示すもの、あるいは金属であっても良い。なお、実施態様3〜8により形成された繊維ウェブに通気性シートを積層する場合には、繊維ウェブが接着性を示すため、通気性シートの材質に関わらず繊維ウェブが通気性シートから剥離しにくい。   The breathable sheet is a member that has breathability and supports the fiber web to protect it from damage, and is laminated on at least one surface of the fiber web. The breathable sheet includes, for example, a breathable cloth such as a non-woven fabric and a woven fabric, and a mesh having fine meshes, but is not particularly limited and is appropriately selected as necessary. The material of the breathable sheet may be hydrophilic, hydrophobic, or metal. In addition, when a breathable sheet is laminated on the fibrous web formed in Embodiments 3 to 8, since the fibrous web exhibits adhesiveness, the fibrous web is peeled from the breathable sheet regardless of the material of the breathable sheet. Hateful.

また、繊維ウェブの両面に通気性シートを積層することが好ましい。この場合、繊維ウェブの一の面と他の面に、それぞれ別体の通気性シートを積層しても良い。あるいは、通通気性シートの一端部に繊維ウェブの一の面を積層してから、この通気性シートを折り曲げて繊維ウェブを挟み込むことで、繊維ウェブの他の面に通気性シートの他端部を積層しても良い。使用時に繊維ウェブが破損しにくい積層シートを製造可能である。   It is also preferable to laminate a breathable sheet on both sides of the fibrous web. In this case, separate breathable sheets may be laminated on one surface and the other surface of the fibrous web. Alternatively, by laminating one surface of the fibrous web on one end of the air-permeable sheet and then bending the air-permeable sheet to sandwich the fibrous web, the other end of the air-permeable sheet is attached to the other surface of the fibrous web. You may laminate. It is possible to manufacture a laminated sheet in which the fibrous web is less likely to break during use.

前述したように金属箔上、又は台紙上で繊維ウェブを形成した場合には、繊維ウェブを金属箔、又は台紙から剥がして通気性シートに貼り付けることで、本製造法を実施可能である。なお、この場合、金属箔、又は台紙ごと繊維ウェブを持ち運んだり保管したりできるため、繊維ウェブの形成と、この繊維ウェブに通気性シートを積層する工程とを、別の場所、あるいは別の日に行うことが可能である観点から好ましい。   When the fibrous web is formed on the metal foil or the mount as described above, the present manufacturing method can be carried out by peeling the fibrous web from the metal foil or the mount and attaching it to the breathable sheet. In this case, since the fibrous web can be carried or stored together with the metal foil or the mount, the forming of the fibrous web and the step of laminating the breathable sheet on the fibrous web are performed at different places or different days. It is preferable from the viewpoint that it can be carried out.

本製造法は、作業工程の簡略化の観点からは、静電紡糸法により、樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸されたナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成し、形成された繊維ウェブの片面に通気性シートを積層することを、一度にまとめて行うことが好ましい。このためには、静電紡糸法を行う際に、紡糸された直後のナノファイバーを通気性シート上に集積させて繊維ウェブを形成する。例えば、図1に示す装置1を用いて繊維ウェブを形成する場合には、捕集部7上に通気性シートを置いてから静電紡糸法を行う。また、静電紡糸法により帯電しているため、形成直後の繊維ウェブは通気性シートに付着しやすく、さらに、そのナノファイバー同士が自己接着しやすい。この場合に製造される積層シートは、金属箔または台紙から繊維ウェブを剥がして通気性シートに貼り付ける場合と比べて、通気性シートから繊維ウェブがさらに剥離しにくく、繊維ウェブがさらに破損しにくいため、マスク又はエアフィルタの濾材としてさらに適している。   From the viewpoint of simplification of the working process, the present manufacturing method spins nanofibers from a resin emulsion by an electrostatic spinning method, accumulates the spun nanofibers to form a fiber web, and forms the formed fiber. It is preferable to stack the breathable sheet on one side of the web all at once. To this end, when performing the electrospinning method, the nanofibers immediately after being spun are accumulated on the breathable sheet to form a fibrous web. For example, when forming a fibrous web using the apparatus 1 shown in FIG. 1, an air-permeable sheet is placed on the collection unit 7, and then the electrospinning method is performed. Further, since the fiber web is charged by the electrostatic spinning method, the fibrous web immediately after formation is easily attached to the breathable sheet, and further, the nanofibers are easily attached to each other. The laminated sheet produced in this case is more difficult to peel the fibrous web from the breathable sheet and more unlikely to be damaged than the case where the fibrous web is peeled from the metal foil or the mount and attached to the breathable sheet. Therefore, it is further suitable as a filter medium for a mask or an air filter.

本製造法で、実施態様1又は2により形成された繊維ウェブを用いる場合には、繊維ウェブに通気性シートを積層する工程の後に、積層シートに熱処理を施すことが好ましい。また、熱処理により、ナノファイバーを熱収縮させたり、部分的に融着させたりして、細孔径が小さくなった積層シートを得ることができる。さらに、熱処理により、ナノファイバー同士が融着し、さらに、繊維ウェブが通気性シートに融着した積層シートを得ることができる。このため、熱処理を施された積層シートは、熱処理を施されていない場合と比べて、繊維ウェブが通気性シートから剥離しにくく、破損しにくい。熱処理された積層シートは、マスク又はエアフィルタの濾材として適したものになりやすい。   When the fibrous web formed according to Embodiment 1 or 2 is used in the present production method, it is preferable that the laminated sheet is subjected to heat treatment after the step of laminating the breathable sheet on the fibrous web. Further, the heat treatment allows the nanofibers to be thermally shrunk or partially fused to obtain a laminated sheet having a small pore size. Furthermore, the heat treatment makes it possible to obtain a laminated sheet in which the nanofibers are fused to each other, and further, the fiber web is fused to the breathable sheet. Therefore, in the heat-treated laminated sheet, the fibrous web is less likely to be peeled from the breathable sheet and is less likely to be damaged than in the case where the heat-treated laminated sheet is not subjected. The heat-treated laminated sheet tends to be suitable as a filter medium for a mask or an air filter.

なお、熱処理は、大気中、酸素中、窒素中、又は希ガス中で行う。希ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンが挙げられる。また、熱処理の温度は50〜180℃、処理時間は1秒〜1時間の範囲で、積層シートが目的の細孔径を示すように適宜調整する。熱処理の一例として、繊維ウェブと、この繊維ウェブの両面に積層された通気性シートと、を備える積層シートを、カレンダー加工に1〜数秒かけて、繊維ウェブを通気性シートに熱圧着させる操作が挙げられる。   Note that the heat treatment is performed in the air, oxygen, nitrogen, or a rare gas. Examples of rare gases include helium, neon, argon, krypton, and xenon. Further, the temperature of the heat treatment is 50 to 180 ° C., the treatment time is in the range of 1 second to 1 hour, and the laminate sheet is appropriately adjusted so as to exhibit the desired pore size. As an example of the heat treatment, a laminated sheet comprising a fibrous web and a breathable sheet laminated on both sides of this fibrous web is calendered for 1 to several seconds to perform thermocompression bonding of the fibrous web to the breathable sheet. Can be mentioned.

本製造法で、実施態様3〜8のいずれかにより形成された繊維ウェブを用いる場合には、積層シートに熱処理を施さなくても良い。実施態様3〜8のいずれかにより形成された繊維ウェブは、ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体により常温で接着性を示すため、熱処理を施さなくとも、繊維ウェブが通気性シートから剥離しにくく、繊維ウェブが破損しにくい。なお、実施態様3〜8のいずれかにより形成された繊維ウェブを備える積層シートでも、熱処理を施すことで積層シートの細孔径や圧力損失を調整可能であるため、調整する必要があれば熱処理を行なうことが好ましい。   When the fibrous web formed according to any of Embodiments 3 to 8 is used in this production method, the laminated sheet may not be subjected to heat treatment. The fibrous web formed by any of Embodiments 3 to 8 exhibits adhesiveness at room temperature due to polyurethane and ethylene-butadiene copolymer, so that the fibrous web is difficult to be peeled from the breathable sheet without heat treatment, The fibrous web is less likely to break. Even with a laminated sheet including the fibrous web formed according to any one of Embodiments 3 to 8, it is possible to adjust the pore diameter and the pressure loss of the laminated sheet by performing heat treatment. It is preferable to carry out.

本製造法により製造された積層シートは、その繊維ウェブが実施態様1〜8で前述した効果を発揮し、かつ、通気性シートが繊維ウェブを保護するため、マスク又はエアフィルタの濾材として適している。本積層シートは、PM2.5粒子の捕捉率が高いため、好ましくはPM2.5粒子を捕捉するためのマスク又はエアフィルタの濾材として用いられ、さらに好ましくはPM2.5粒子を捕捉するためのマスクの濾材として用いられる。従来の濾材を用いるよりも、マスクやエアフィルタの重量を軽くし、その厚みを薄くして、使いやすいマスクやエアフィルタを製造可能である。また、積層シートは、製造時に、ナノファイバーの集積量を調整したり、後述する熱処理によりナノファイバーの繊維同士を部分的に融着させたりすることで、細孔径が10nm以上かつ1,000nm以下となり、圧力損失が10Pa以上かつ500Pa以下となるように、規格に応じて細孔径の大きさを適宜調整可能である。   The laminated sheet produced by the present production method is suitable as a filter material for a mask or an air filter because the fibrous web exhibits the effects described above in Embodiments 1 to 8 and the breathable sheet protects the fibrous web. There is. Since the present laminated sheet has a high PM2.5 particle trapping rate, it is preferably used as a mask for trapping PM2.5 particles or a filter medium for an air filter, and more preferably a mask for trapping PM2.5 particles. Used as a filter medium. It is possible to manufacture a mask and an air filter that are easy to use by reducing the weight of the mask and the air filter and reducing the thickness thereof as compared with the conventional filter material. In addition, the laminated sheet has a pore diameter of 10 nm or more and 1,000 nm or less by adjusting the amount of nanofibers accumulated during production or by partially fusing the fibers of the nanofibers by a heat treatment described later. Therefore, the size of the pore diameter can be appropriately adjusted according to the standard so that the pressure loss becomes 10 Pa or more and 500 Pa or less.

通気性シートは、好ましくは、略一方向に延伸されて配列された複数本の熱可塑性樹脂繊維により形成された繊維層が設けられた不織布である。この繊維層を形成している熱可塑性樹脂繊維は、例えば、延伸された平均繊維径10μm程度のポリエステル繊維である。この繊維層が設けられた不織布は、熱可塑性樹脂繊維の重なりが少なく、厚みが薄い。さらに、熱可塑性樹脂繊維が延伸された方向に対して、強い引っ張り強さを示す。この繊維層が設けられた不織布を備える場合の本積層シートは、全体の厚みが薄く、熱可塑性樹脂繊維が延伸された方向に引っ張られても繊維ウェブが破損しにくい。なお、この繊維層が設けられた不織布は、単一の繊維層からなる単層構造であっても良い。   The breathable sheet is preferably a non-woven fabric provided with a fiber layer formed of a plurality of thermoplastic resin fibers that are stretched and arranged in substantially one direction. The thermoplastic resin fiber forming this fiber layer is, for example, a stretched polyester fiber having an average fiber diameter of about 10 μm. The nonwoven fabric provided with this fiber layer has a small thickness of the thermoplastic resin fibers and is thin. Further, it exhibits strong tensile strength in the direction in which the thermoplastic resin fiber is stretched. The present laminated sheet having a nonwoven fabric provided with this fiber layer has a small overall thickness, and the fibrous web is less likely to be damaged even when pulled in the direction in which the thermoplastic resin fibers are stretched. The non-woven fabric provided with this fiber layer may have a single-layer structure composed of a single fiber layer.

通気性シートが、略一方向に延伸されて配列された複数本の熱可塑性樹脂繊維により形成された繊維層が設けられた不織布である場合の本積層シートは、繊維ウェブの目付が小さい場合であっても、効率よく微粒子状物質を捕捉することができる。この場合の積層シートは、略一方向に延伸されていない繊維により構成されている通気性シートを備える積層シートよりも、マスク又はエアフィルタとしての用途にさらに適している。   When the breathable sheet is a nonwoven fabric provided with a fiber layer formed by a plurality of thermoplastic resin fibers arranged by stretching in substantially one direction, the present laminated sheet is used when the fiber web has a small basis weight. Even if it exists, the particulate matter can be efficiently captured. The laminated sheet in this case is more suitable for use as a mask or an air filter than a laminated sheet including a breathable sheet made of fibers that are not stretched in substantially one direction.

通気性シートは、さらに好ましくは、略一方向に延伸されて配列された複数本の熱可塑性樹脂繊維により形成された繊維層が複数設けられた、多層構造を有する不織布である。この多層構造を有する不織布では、一の繊維層における熱可塑性樹脂繊維の配列軸と、他の繊維層における熱可塑性樹脂繊維の配列軸と、が交差している。このような不織布は、多層構造であるにも関わらず、熱可塑性樹脂繊維の重なりが少なく、厚みが薄い。さらに、複数の方向に対して強い引っ張り強さを示すため、寸法安定性に優れる。この多層構造を有する不織布は、その目付が5〜60(g/m)程度、その厚みが50〜170μm程度となるように、製造時に適宜調整することができる。この多層構造を有する不織布としては、例えば、ミライフ(新日本石油株式会社の登録商標)シリーズとして市販されている各種の不織布(JX ANCI株式会社製)が挙げられる。この多層構造を有する不織布を備える場合の本積層シートは、全体の厚みが薄く、複数方向に引っ張られても繊維ウェブが破損しにくい。ヒトの握力程度の力で引っ張られても裂けないため、積層シートがマスクの濾材として用いられても壊れにくい。 The breathable sheet is more preferably a non-woven fabric having a multi-layer structure in which a plurality of fiber layers formed of a plurality of thermoplastic resin fibers that are stretched and arranged in substantially one direction are provided. In the nonwoven fabric having this multilayer structure, the alignment axis of the thermoplastic resin fibers in one fiber layer and the alignment axis of the thermoplastic resin fibers in the other fiber layer intersect. Although such a non-woven fabric has a multi-layer structure, the thermoplastic resin fibers do not overlap each other so much and the thickness thereof is thin. Furthermore, since it exhibits strong tensile strength in a plurality of directions, it has excellent dimensional stability. The nonwoven fabric having this multilayer structure can be appropriately adjusted at the time of production so that the basis weight is about 5 to 60 (g / m 2 ) and the thickness is about 50 to 170 μm. Examples of the non-woven fabric having this multilayer structure include various non-woven fabrics (manufactured by JX ANCI Co., Ltd.) commercially available as Milife (registered trademark of New Japan Oil Co., Ltd.) series. The present laminated sheet including the nonwoven fabric having the multilayer structure has a small overall thickness, and the fibrous web is less likely to be damaged even when pulled in a plurality of directions. Since the laminated sheet does not tear even if pulled by a force equivalent to a human grip, the laminated sheet is not easily broken even when used as a filter medium for a mask.

通気性シートは、さらにより好ましくは、経緯直交不織布である。経緯直交不織布とは、前述の多層構造を有し、かつ、一の繊維層における前述の配列軸と、他の繊維層における前述の配列軸と、が直交するように積層されている不織布である。経緯直交不織布としては、例えば、ミライフのシリーズとして市販されている不織布が挙げられる。経緯直交不織布は、配列軸が交差しているが直交していない場合の不織布よりも、全方向に対する引っ張り強さや、寸法安定性が、更に増している。経緯直交不織布を備える場合の本積層シートは、さらに繊維ウェブが破損しにくく、マスクの濾材としてさらに壊れにくい。   The breathable sheet is even more preferably a cross-woven cloth. The cross-latitude orthogonal non-woven fabric is a non-woven fabric having the above-mentioned multilayer structure and being laminated so that the above-mentioned array axis in one fiber layer and the above-mentioned array axis in the other fiber layer are orthogonal to each other. .. As the non-woven fabric orthogonal to the background, for example, the non-woven fabrics commercially available as Milife series can be mentioned. The cross-latitude orthogonal nonwoven fabric has further improved tensile strength in all directions and dimensional stability as compared with a nonwoven fabric in which the array axes intersect but are not orthogonal. In the case of the present laminated sheet including the cross-woven cloth, the fibrous web is less likely to be damaged, and is less likely to be broken as a filter material for a mask.

[原材料、静電紡糸装置]
分散質がEVOHを含有する樹脂エマルションの市販品として、エバーソルブ#10(日本シーマ株式会社製)を準備した。この樹脂エマルションの組成は、EVOH約10重量%、n−プロパノール約40重量%、水が約50重量%である。
[Raw materials, electrostatic spinning equipment]
Eversolve # 10 (manufactured by Nippon Cima Co., Ltd.) was prepared as a commercially available resin emulsion having a dispersoid of EVOH. The composition of this resin emulsion is about 10 wt% EVOH, about 40 wt% n-propanol, and about 50 wt% water.

分散質がポリウレタンを含有する樹脂エマルションの市販品として、スーパーフレックスシリーズの一種であるスーパーフレックス460(第一工業製薬株式会社製)を準備した。この樹脂エマルションの組成は、固形分(ポリウレタン)約30重量%、水が約70重量%である。また、このポリウレタンとしては、ポリカーボネートポリオールが用いられている。   As a commercial product of a resin emulsion having a dispersoid containing polyurethane, Superflex 460 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), which is a kind of Superflex series, was prepared. The composition of this resin emulsion is about 30% by weight of solid content (polyurethane) and about 70% by weight of water. A polycarbonate polyol is used as the polyurethane.

分散質がエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションの市販品として、CB−1200(ユニチカ株式会社製)を準備した。この樹脂エマルションの組成は、固形分(エチレン−ブタジエン共重合体)約20重量%、2−プロパノール約20重量%、水が約60重量%である。   CB-1200 (manufactured by Unitika Ltd.) was prepared as a commercial product of a resin emulsion whose dispersoid contained an ethylene-butadiene copolymer. The composition of this resin emulsion is about 20% by weight of solid content (ethylene-butadiene copolymer), about 20% by weight of 2-propanol and about 60% by weight of water.

市販のPVAの粉体として、クラレポバール(株式会社クラレの登録商標)シリーズのPVA−117(同社製)を準備した。   As a commercially available powder of PVA, PVA-117 (manufactured by the same company) of Kuraray Poval (registered trademark of Kuraray Co., Ltd.) series was prepared.

通気性シートとして、2種類の市販の不織布を準備した。不織布Aは、ポリプロピレン繊維の不織布(型番:6640−1C、シンワ株式会社製)であり、目付40g/mである。不織布Bは、ミライフ(新日本石油株式会社の登録商標)の一種として市販されている不織布(型番:TY0505FE、JX ANCI株式会社製)であり、目付10g/mである。なお、不織布Bは、多層構造を有する不織布であり、この多層構造は、ポリエステル繊維が略一方向に延伸されて配列された繊維層が積層されて成り、一の繊維層の配列軸と他の繊維層の配列軸とが交差している。 Two types of commercially available nonwoven fabrics were prepared as breathable sheets. Nonwoven fabric A is a non-woven fabric of polypropylene fiber (model number: 6640-1C, manufactured by Shinwa Co., Ltd.) and has a basis weight of 40 g / m 2 . The non-woven fabric B is a non-woven fabric (model number: TY0505FE, manufactured by JX ANCI Co., Ltd.) commercially available as a type of Milife (registered trademark of New Japan Petroleum Co., Ltd.) and has a basis weight of 10 g / m 2 . The non-woven fabric B is a non-woven fabric having a multi-layered structure. The multi-layered structure is formed by laminating fiber layers in which polyester fibers are stretched and arranged in substantially one direction, and the alignment axis of one fiber layer and other fibers are arranged. The axis of arrangement of the fiber layers intersects.

静電紡糸装置として、NEU ナノファイバーエレクトロスピニングユニット(カトーテック株式会社製)を準備した。この静電紡糸装置は、図1に示す静電紡糸装置1と同様の構成である。また、この静電紡糸装置は、平均繊維径が50nm以上かつ800nm以下であり繊維長が平均繊維径の100倍以上あるナノファイバーや、このナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブを形成可能である。   As an electrostatic spinning device, a NEU nanofiber electrospinning unit (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.) was prepared. This electrostatic spinning device has the same configuration as the electrostatic spinning device 1 shown in FIG. Further, this electrostatic spinning device can form nanofibers having an average fiber diameter of 50 nm or more and 800 nm or less and a fiber length of 100 times or more the average fiber diameter, or a fiber web in which the nanofibers are integrated. ..

[実施例1]
分散質がEVOHを含有する樹脂エマルション2重量部と、分散質がポリウレタンを含有する樹脂エマルション1重量部と、を混合して、分散質がEVOH及びポリウレタンを含有する樹脂エマルションを調製した。調製した樹脂エマルションの組成は、EVOH6.8重量%、ポリウレタン12.5重量%、低級アルコール(n−プロパノール)30.0重量%、水50.7重量%であった。調製した樹脂エマルションにおいて、接着性樹脂(ポリウレタン)のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)は、1.8であった。
[Example 1]
2 parts by weight of the resin emulsion in which the dispersoid contained EVOH and 1 part by weight of the resin emulsion in which the dispersoid contained polyurethane were mixed to prepare a resin emulsion in which the dispersoid contained EVOH and polyurethane. The composition of the prepared resin emulsion was 6.8 wt% EVOH, 12.5 wt% polyurethane, 30.0 wt% lower alcohol (n-propanol), and 50.7 wt% water. In the prepared resin emulsion, the weight ratio of the adhesive resin (polyurethane) to EVOH (adhesive resin / EVOH) was 1.8.

次いで、準備した静電紡糸装置を用いて、静電紡糸法により、調製した樹脂エマルションに10kVの電圧を加えてナノファイバーを紡糸し、紡糸直後のナノファイバーを不織布A(通気性シート)上に集積することで、繊維ウェブを形成しつつその片面に通気性シートを積層して、実施例1に係る積層シートを試作した。なお、実施例1に係るナノファイバーを試作する際、繊維ウェブの目付が0.2g/mとなるようにした。 Then, by using the prepared electrospinning apparatus, a voltage of 10 kV was applied to the prepared resin emulsion to spin nanofibers by the electrospinning method, and the nanofibers immediately after spinning were placed on the nonwoven fabric A (breathable sheet). By stacking, a breathable sheet was laminated on one side while forming a fibrous web, and a laminated sheet according to Example 1 was produced as a prototype. When the nanofiber according to Example 1 was prototyped, the fiber web had a basis weight of 0.2 g / m 2 .

実施例1,後述する実施例2〜7,及び比較例1に関し、調製した樹脂エマルションの組成を表1に示す。

Figure 0006694181
Table 1 shows the composition of the resin emulsion prepared in Example 1, Examples 2 to 7 described later, and Comparative Example 1.
Figure 0006694181

[実施例2]
繊維ウェブの目付が0.5g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Aを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例2に係る積層シートを試作した。
[Example 2]
The fiber web had a basis weight of 0.5 g / m 2, and the nonwoven fabric A was used as a breathable sheet. Other than that, the laminated sheet according to Example 2 was prototyped under the same conditions as in Example 1.

[実施例3]
繊維ウェブの目付が1.0g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Aを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例3に係る積層シートを試作した。
[Example 3]
The fiber web had a basis weight of 1.0 g / m 2, and the nonwoven fabric A was used as the breathable sheet. Other than that, the laminated sheet according to Example 3 was prototyped under the same conditions as in Example 1.

[実施例4]
繊維ウェブの目付が0.5g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Bを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例4に係る積層シートを試作した。
[Example 4]
The fiber web had a basis weight of 0.5 g / m 2, and the nonwoven fabric B was used as a breathable sheet. Other than that, the laminated sheet according to Example 4 was manufactured under the same conditions as in Example 1.

[実施例5]
繊維ウェブの目付が1.5g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Bを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例5に係る積層シートを試作した。
[Example 5]
The fiber web had a basis weight of 1.5 g / m 2, and the nonwoven fabric B was used as a breathable sheet. Other than that, the laminated sheet according to Example 5 was prototyped under the same conditions as in Example 1.

[実施例6]
繊維ウェブの目付が1.5g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Aを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例6に係る積層シートを試作した。
[Example 6]
The fiber web had a basis weight of 1.5 g / m 2, and the nonwoven fabric A was used as a breathable sheet. About the others, the laminated sheet according to Example 6 was manufactured under the same conditions as in Example 1.

[実施例7]
分散質がEVOHを含有する樹脂エマルション2重量部と、分散質がエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルション1重量部と、を混合して、分散質がEVOH及びエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルションを調製した。調製した樹脂エマルションの組成は、EVOH6.8重量%、エチレン−ブタジエン共重合体10.0重量%、低級アルコール(n−プロパノール)30.0重量%、水53.2重量%であった。調製した樹脂エマルションにおいて、接着性樹脂(エチレン−ブタジエン共重合体)のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)は、1.5であった。さらに、繊維ウェブの目付が0.5g/mとなるようにし、通気性シートとして不織布Aを用いた。その他については、実施例1と同じ条件で実施例7に係る積層シートを試作した。
[Example 7]
2 parts by weight of the resin emulsion in which the dispersoid contains EVOH and 1 part by weight of the resin emulsion in which the dispersoid contains the ethylene-butadiene copolymer are mixed so that the dispersoid contains EVOH and the ethylene-butadiene copolymer. A containing resin emulsion was prepared. The composition of the prepared resin emulsion was 6.8 wt% EVOH, 10.0 wt% ethylene-butadiene copolymer, 30.0 wt% lower alcohol (n-propanol), and 53.2 wt% water. In the prepared resin emulsion, the weight ratio of the adhesive resin (ethylene-butadiene copolymer) to EVOH (adhesive resin / EVOH) was 1.5. Further, the basis weight of the fibrous web was set to 0.5 g / m 2, and the nonwoven fabric A was used as the breathable sheet. Other than that, the laminated sheet according to Example 7 was manufactured under the same conditions as in Example 1.

[比較例1]
準備したPVAの粉体を水に溶解させて、PVA溶液を調製した。このPVA溶液の組成は、PVA10重量%、水90重量%であった。さらに、このPVA溶液2重量部と、分散質がエチレン−ブタジエン共重合体を含有する樹脂エマルション1重量部と、を混合して、静電紡糸用の樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液の組成は、PVA6.8重量%、エチレン−ブタジエン共重合体6.8重量%、水86.4重量%であった。
[Comparative Example 1]
The prepared PVA powder was dissolved in water to prepare a PVA solution. The composition of this PVA solution was 10% by weight of PVA and 90% by weight of water. Further, 2 parts by weight of this PVA solution and 1 part by weight of a resin emulsion whose dispersoid contains an ethylene-butadiene copolymer were mixed to prepare a resin solution for electrostatic spinning. The composition of this resin solution was 6.8 wt% PVA, 6.8 wt% ethylene-butadiene copolymer, and 86.4 wt% water.

次いで、準備した静電紡糸装置を用いて、静電紡糸法により、調製した樹脂溶液に10kVの電圧を加えてナノファイバーを紡糸し、紡糸直後のナノファイバーを不織布A(通気性シート)上に集積することで、繊維ウェブを形成しつつその片面に通気性シートを積層して、比較例1に係る積層シートを試作した。なお、比較例1に係るナノファイバーを試作する際、繊維ウェブの目付が0.5g/mとなるようにした。 Then, using the prepared electrospinning apparatus, a voltage of 10 kV was applied to the prepared resin solution to spin nanofibers by the electrospinning method, and the nanofibers immediately after spinning were placed on the nonwoven fabric A (breathable sheet). By stacking, a breathable sheet was laminated on one surface while forming a fibrous web, and a laminated sheet according to Comparative Example 1 was produced as a prototype. When the nanofiber according to Comparative Example 1 was prototyped, the fiber web had a basis weight of 0.5 g / m 2 .

[試験方法]
フィルター性能評価試験機(型番:DFT−4、東京ダイレック株式会社製)を用いて、JIS B 9908:2011の形式2に準拠した試験方法により、実施例1〜7,及び比較例1に係る積層シートのそれぞれについて、JIS Z 8901に規定する試験用粉体1の11種に対する初期濾過性能を評価した。
[Test method]
Using the filter performance evaluation tester (model number: DFT-4, manufactured by Tokyo Direc Co., Ltd.), the test method according to JIS B 9908: 2011 format 2 was used to laminate the laminates according to Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. With respect to each of the sheets, the initial filtration performance for 11 kinds of the test powder 1 defined in JIS Z 8901 was evaluated.

[試験結果]
実施例1〜7,及び比較例1,2に係る積層シートのそれぞれの初期濾過性能として、圧力損失、PM0.3粒子の捕捉率、及びPM2.5粒子の捕捉率の測定値を、表2に示す。

Figure 0006694181
[Test results]
Table 2 shows measured values of pressure loss, PM0.3 particle capture rate, and PM2.5 particle capture rate as initial filtration performances of the laminated sheets according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2. Shown in.
Figure 0006694181

表2に示すように、実施例2,7に係る積層シートは、比較例1に係る積層シートと比べて、PM2.5粒子の捕捉率に優れていた。実施例2,7では、樹脂エマルションから繊維ウェブを形成したため、そのナノファイバーの表面に、ポリウレタン又はエチレン−ブタジエン共重合体により構成されている接着部が現れやすく、この接着部によりPM2.5粒子の捕捉率が高められたと考えられる。一方、比較例1では、樹脂溶液から繊維ウェブを形成したため、そのナノファイバーの内部に封入されてしまうエチレン−ブタジエン共重合体が多くあり、PM2.5粒子の捕捉率が抑えられてしまったと考えられる。   As shown in Table 2, the laminated sheets according to Examples 2 and 7 were superior to the laminated sheet according to Comparative Example 1 in the trapping rate of PM2.5 particles. In Examples 2 and 7, since the fibrous web was formed from the resin emulsion, an adhesive part composed of polyurethane or ethylene-butadiene copolymer was apt to appear on the surface of the nanofiber, and PM2.5 particles were formed by the adhesive part. It is considered that the capture rate of the was increased. On the other hand, in Comparative Example 1, since the fibrous web was formed from the resin solution, there were many ethylene-butadiene copolymers that were encapsulated inside the nanofibers, and it is considered that the capture rate of PM2.5 particles was suppressed. Be done.

通気性シートに関して、不織布Bの目付は不織布Aの目付より小さいにも関わらず、不織布Bを用いた実施例5は、不織布Aを用いた実施例6と比べて、PM0.3粒子の捕捉率とPM2.5粒子の捕捉率との両方に優れていた。   Regarding the breathable sheet, although the basis weight of the non-woven fabric B is smaller than that of the non-woven fabric A, Example 5 using the non-woven fabric B has a capture rate of PM0.3 particles in comparison with Example 6 using the non-woven fabric A. And PM2.5 particle capture rate were both excellent.

上記の実施例5と実施例6の実験結果の違いに関して、そのメカニズムは不明であるが、次のように推定される。図4(a)に示す実施例6に係る積層シート61では、不織布Aを構成している繊維63が不規則に絡み合っているため、不織布Aの布面には不規則な凹凸が生じている。この不織布A上に集積されたナノファイバー25は、その並びが不規則となる。このため、不織布A上に集積された繊維ウェブには、ナノファイバー25が密に集積された箇所65と、ナノファイバー25がほとんど集積されていないため径が大きい細孔67が生じている箇所があるものと想定される。つまり、実施例6に係る積層シート61では、径が大きい細孔67が多いことにより、PM2.5粒子の捕捉率やPM0.3粒子の捕捉率が抑えられてしまったと考えられる。   Regarding the difference between the experimental results of Example 5 and Example 6 described above, the mechanism is unknown, but it is presumed as follows. In the laminated sheet 61 according to Example 6 shown in FIG. 4A, the fibers 63 forming the non-woven fabric A are irregularly entangled with each other, and thus the irregular surface of the non-woven fabric A has irregularities. .. The nanofibers 25 accumulated on the nonwoven fabric A have irregular arrangement. Therefore, in the fibrous web accumulated on the non-woven fabric A, there are a portion 65 where the nanofibers 25 are densely gathered and a portion where pores 67 having a large diameter are formed because the nanofibers 25 are scarcely accumulated. It is assumed that there is. That is, it is considered that in the laminated sheet 61 according to Example 6, the number of pores 67 having a large diameter is large and thus the trapping rate of PM2.5 particles and the trapping rate of PM0.3 particles are suppressed.

これに対して、図4(b)に示す実施例5に係る積層シート51では、不織布Bを構成している熱可塑性樹脂繊維53が略一方向に延伸されて配列されているため、不織布Bの布面は平坦である。この不織布B上に集積されたナノファイバー25は、その並びが整っている。このため、不織布B上に集積された繊維ウェブでは、ナノファイバー25の集積量の部位ごとの偏りが少ないものと想定される。つまり、実施例5に係る積層シート51では、実施例6に係る積層シート61と比べて、径が大きい細孔が少ないためPM2.5粒子の捕捉率やPM0.3粒子の捕捉率が高くなったと考えられる。   On the other hand, in the laminated sheet 51 according to Example 5 shown in FIG. 4B, since the thermoplastic resin fibers 53 forming the nonwoven fabric B are stretched and arranged in substantially one direction, the nonwoven fabric B is formed. The cloth surface is flat. The nanofibers 25 accumulated on the non-woven fabric B are arranged in a line. Therefore, in the fibrous web accumulated on the non-woven fabric B, it is assumed that the accumulation amount of the nanofibers 25 is less uneven in each part. That is, in the laminated sheet 51 according to the example 5, as compared with the laminated sheet 61 according to the example 6, since the number of pores having a large diameter is small, the capture rate of PM2.5 particles and the capture rate of PM0.3 particles are high. It is thought that

1 静電紡糸装置
21 樹脂溶液
27 分散質がEVOHを含有する樹脂エマルション
1 Electrospinning device 21 Resin solution 27 Dispersoid resin emulsion containing EVOH

Claims (11)

静電紡糸法により、樹脂エマルションからナノファイバーを紡糸して、紡糸された前記ナノファイバーを集積して繊維ウェブを形成する工程を含み、
前記樹脂エマルションは、分散質と分散媒を有し、
前記分散質は、少なくとも、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)を含有していることを特徴とする繊維ウェブの形成方法。
By the electrospinning method, spinning the nanofibers from the resin emulsion, including the step of forming a fiber web by accumulating the spun nanofibers,
The resin emulsion has a dispersoid and a dispersion medium,
The method for forming a fibrous web, wherein the dispersoid contains at least an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
前記分散質は、さらに、ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体、及びこれらの混合物からなる群より選ばれた1種の接着性樹脂を含有していることを特徴とする請求項1に記載の繊維ウェブの形成方法。   The fiber according to claim 1, wherein the dispersoid further contains one kind of adhesive resin selected from the group consisting of polyurethane, ethylene-butadiene copolymer, and a mixture thereof. How to form a web. 前記樹脂エマルションにおける、前記EVOHの含有量が5重量%以上かつ16重量%以下であり、前記接着性樹脂の含有量が0.1重量%以上かつ35重量%以下であることを特徴とする請求項2に記載の繊維ウェブの形成方法。   The content of the EVOH in the resin emulsion is 5% by weight or more and 16% by weight or less, and the content of the adhesive resin is 0.1% by weight or more and 35% by weight or less. Item 3. A method for forming a fibrous web according to item 2. 前記樹脂エマルションにおける、前記接着性樹脂の前記EVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載の繊維ウェブの形成方法。   The weight ratio (adhesive resin / EVOH) of the adhesive resin to the EVOH in the resin emulsion is 0.5 or more and 2.0 or less, wherein the fiber web according to claim 2 or 3. Forming method. 通気性シートを準備する工程と、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された繊維ウェブの形成方法により、繊維ウェブを形成する工程と、
形成された前記繊維ウェブの少なくとも片面に、前記通気性シートを積層する工程と、
を含むことを特徴とする積層シートの製造方法。
A step of preparing a breathable sheet,
A step of forming a fibrous web by the method for forming a fibrous web according to any one of claims 1 to 4,
Laminating the breathable sheet on at least one side of the formed fibrous web,
A method for producing a laminated sheet, comprising:
静電紡糸されたナノファイバーが集積されてなる繊維ウェブであって、
前記ナノファイバーは、少なくとも、
EVOHと、
ポリウレタン、エチレン−ブタジエン共重合体、及びこれらの混合物からなる群より選ばれた1種の接着性樹脂と、
により構成されていることを特徴とする繊維ウェブ。
A fibrous web comprising electrospun nanofibers integrated,
The nanofiber is at least
EVOH,
One adhesive resin selected from the group consisting of polyurethane, ethylene-butadiene copolymer, and mixtures thereof;
A fibrous web comprising:
前記ナノファイバーにおける、前記接着性樹脂のEVOHに対する重量比(接着性樹脂/EVOH)が0.5以上かつ2.0以下であることを特徴とする請求項6に記載の繊維ウェブ。   The fiber web according to claim 6, wherein a weight ratio (adhesive resin / EVOH) of the adhesive resin to EVOH in the nanofibers is 0.5 or more and 2.0 or less. 前記ナノファイバーの少なくとも一部は、
その繊維長方向に伸長した、前記EVOHにより構成されている芯部と、
前記芯部の表面に断続的に存する、前記接着性樹脂により構成されている接着部と、
を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の繊維ウェブ
At least a portion of the nanofibers,
A core portion formed of the EVOH, which extends in the fiber length direction,
Intermittently present on the surface of the core portion, an adhesive portion made of the adhesive resin,
Fibrous web according to claim 6 or 7, characterized in that it has a.
請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の繊維ウェブと、
前記繊維ウェブの少なくとも片面に積層された通気性シートと、
を備えることを特徴とする積層シート。
A fiber web according to any one of claims 6 to 8,
A breathable sheet laminated on at least one side of the fibrous web,
A laminated sheet comprising:
前記通気性シートは、複数本の熱可塑性樹脂繊維が略一方向に延伸されて配列された繊維層を有する不織布であることを特徴とする請求項9に記載の積層シート。   The laminated sheet according to claim 9, wherein the breathable sheet is a nonwoven fabric having a fiber layer in which a plurality of thermoplastic resin fibers are stretched and arranged in substantially one direction. マスク又はエアフィルタの濾材として用いられることを特徴とする請求項9又は10に記載の積層シート。   The laminated sheet according to claim 9 or 10, which is used as a filter or a filter medium for an air filter.
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