JP7163363B2 - fiber sheet - Google Patents

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Description

本発明は、ファイバシート及びファイバシート製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber sheet and a method for manufacturing a fiber sheet.

ファイバで形成されているファイバシートが知られている。ファイバとしては、例えば数nm以上1000nm未満のナノオーダの径を有するいわゆるナノファイバ、及び、数μm以上1000μm未満のマイクロメートルオーダの径を有するいわゆるミクロンファイバがある。 Fiber sheets made of fibers are known. Fibers include, for example, so-called nanofibers having nano-order diameters of several nanometers or more and less than 1000 nm, and so-called microfibers having micrometer-order diameters of several micrometers or more and less than 1000 micrometers.

ファイバシートとして、例えば特許文献1には、熱可塑性樹脂(熱可塑性ポリマー)からなる複数のナノファイバと、ナノファイバ同士の接着により生じた塊部とを有し、所定の条件を満たす塊部が、単位面積当たり所定量以上含まれているナノファイバシートが記載されている。このナノファイバシートは、ナノファイバ間に、直径が5μm以下の空孔が形成されている。 As a fiber sheet, for example, in Patent Document 1, a plurality of nanofibers made of a thermoplastic resin (thermoplastic polymer) and lumps generated by adhesion of the nanofibers, and a lump satisfying a predetermined condition are disclosed. , a nanofiber sheet containing more than a predetermined amount per unit area. This nanofiber sheet has pores with a diameter of 5 μm or less formed between the nanofibers.

こうしたファイバシートは、種々の分野における用途開発が盛んに行われている。期待される用途には例えばフィルタがあり、フィルタとしては、固体と気体とを分離する固気分離フィルタ、及び、固体と液体とを分離する固液分離フィルタ、などが挙げられる。 Such fiber sheets are actively being developed for use in various fields. Expected applications include, for example, filters, which include solid-gas separation filters that separate solids and gases, and solid-liquid separation filters that separate solids and liquids.

ところで、ナノファイバなどのファイバ、及び、ファイバシートを製造する方法として、電界紡糸法が知られている。電界紡糸法は、特許文献1に記載されるように、エレクトロスピニング法とも呼ばれ、例えばノズルとコレクタと電源とを有する電界紡糸装置(エレクトロスピニング装置とも呼ばれる)を用いて行われる。この電界紡糸装置では、電源によりノズルとコレクタとの間に電圧を印加し、例えば、ノズルをマイナス、コレクタをプラスに帯電させる。 By the way, an electrospinning method is known as a method for manufacturing fibers such as nanofibers and fiber sheets. The electrospinning method is also called an electrospinning method, as described in Patent Document 1, and is performed using, for example, an electrospinning apparatus (also called an electrospinning apparatus) having a nozzle, a collector, and a power source. In this electrospinning apparatus, a voltage is applied between the nozzle and the collector by a power source, for example, the nozzle is negatively charged and the collector is positively charged.

電圧を印加した状態でノズルから原料である溶液を出した場合には、ノズルの先端の開口にテイラーコーンと呼ばれる溶液で構成される円錐状の突起が形成される。印加電圧を徐々に増加し、クーロン力が溶液の表面張力を上回ると、テイラーコーンの先端から溶液が飛び出し、紡糸ジェットが形成される。紡糸ジェットはクーロン力によってコレクタまで移動し、コレクタ上でファイバとして捕集され、コレクタ上にはファイバで構成されたファイバシートが形成される。このように得られたファイバシートを加熱処理に供することもあり、特許文献1でも加熱処理を行っている。 When the raw material solution is ejected from the nozzle while a voltage is applied, a cone-shaped projection called Taylor cone formed from the solution is formed at the opening at the tip of the nozzle. When the applied voltage is gradually increased and the Coulomb force exceeds the surface tension of the solution, the solution is ejected from the tip of the Taylor cone to form a spinning jet. The spinning jet moves to the collector by Coulomb force, is collected as fibers on the collector, and forms a fiber sheet composed of fibers on the collector. The fiber sheet thus obtained is sometimes subjected to heat treatment, and Patent Document 1 also performs heat treatment.

特開2016-199828号公報JP 2016-199828 A

フィルタには、分離性能であるろ過精度が要求されるが、特許文献1に記載されるファイバシートは、ろ過に用いた場合にはろ過精度が不十分である。また、フィルタには、耐久性も要求されるが、特許文献1に記載されるファイバシートは、ろ過に用いた場合にはファイバ片が脱離する場合がある。 Filters are required to have filtration accuracy, which is separation performance, but the fiber sheet described in Patent Document 1 has insufficient filtration accuracy when used for filtration. In addition, the filter is required to have durability, but the fiber sheet described in Patent Document 1 may detach the fiber pieces when used for filtration.

そこで本発明は、ろ過精度に優れ、ファイバ片の脱離が抑制されたファイバシートと、そのファイバシートを製造するファイバシート製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fiber sheet excellent in filtration accuracy and in which detachment of fiber pieces is suppressed, and a fiber sheet manufacturing method for manufacturing the fiber sheet.

本発明のファイバシートは、ファイバで形成されており、空孔がある。空孔の平均孔径は6.1μm以上20μm以下の範囲内である。平均孔径をDAとするときに、空孔のうち、DA×0.80以上DA×1.20以下の範囲内の孔径をもつ空孔の割合が少なくとも90%であり、ファイバは、セルロースアセテートプロピオネート又はセルロースアセテートブチレートで形成される。 The fiber sheet of the present invention is made of fibers and has pores. The average pore diameter of the pores is in the range of 6.1 μm or more and 20 μm or less. At least 90% of the pores have a pore diameter within the range of DA x 0.80 to DA x 1.20, where DA is the average pore diameter, and the fiber is a cellulose acetate polymer. Formed from pionate or cellulose acetate butyrate.

ファイバとファイバシートのシート面とのなす角をθとし、0°≦θ≦90°とするときに、θが20°以下であることが好ましい。 The angle between the fiber and the sheet surface of the fiber sheet is θ, and when 0°≦θ≦90°, θ is preferably 20° or less.

本発明によると、ろ過精度に優れ、ファイバ片の脱離が抑制されたファイバシートが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a fiber sheet having excellent filtration accuracy and suppressing detachment of fiber pieces.

本発明の一実施形態であるファイバシートの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a fiber sheet that is one embodiment of the present invention; FIG. なす角θの説明図である。It is explanatory drawing of the angle (theta) to make. シート材形成設備の概略図である。1 is a schematic diagram of sheet material forming equipment; FIG. シート材形成装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a sheet material forming device; FIG. 温度調整装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a temperature control device; FIG. 実施例1で得られたファイバシートのSEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)画像である。1 is an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the fiber sheet obtained in Example 1. FIG. 比較例2で得られたファイバシートのSEM画像である。4 is an SEM image of the fiber sheet obtained in Comparative Example 2. FIG.

図1に示す本実施形態のファイバシート10は、ファイバ11で形成されている。ただし、ファイバシートは、ファイバ11を含んでいればよく、ファイバ11に加えて、素材が異なる他のファイバを備えてもよい。図1では、XY平面をファイバシート10のフィルム面とし、Zをファイバシート10の厚み方向としている。 The fiber sheet 10 of this embodiment shown in FIG. 1 is formed of fibers 11 . However, the fiber sheet only needs to contain the fibers 11, and in addition to the fibers 11, other fibers made of different materials may be provided. In FIG. 1 , the XY plane is the film surface of the fiber sheet 10 and Z is the thickness direction of the fiber sheet 10 .

ファイバ11の径は、本実施形態では概ね1.8μmであるが、特に限定されない。ファイバシート10を、固気分離用または固液分離用のフィルタとして用いる場合には、ファイバ11の径は0.1μm以上5μm以下の範囲内が好ましい。ファイバ片の脱離がより抑制されるからである。ファイバ片の脱離の抑制とは、ファイバシート10からのファイバ片の脱離が抑制されることを意味し、ファイバ片の脱離が抑制されていることは優れた耐久性につながる。なお、図1には、図の煩雑化を避けるために、ファイバシート10の厚み方向Zにおいて一方のシート面側の一部のみを描いてある。したがって、ファイバシート10は、ファイバ11が厚み方向Zにさらに多数重なった構造となっている。 The diameter of the fiber 11 is approximately 1.8 μm in this embodiment, but is not particularly limited. When the fiber sheet 10 is used as a filter for solid-gas separation or solid-liquid separation, the diameter of the fiber 11 is preferably in the range of 0.1 μm or more and 5 μm or less. This is because detachment of the fiber piece is further suppressed. Suppression of detachment of the fiber pieces means that detachment of the fiber pieces from the fiber sheet 10 is suppressed, and suppression of detachment of the fiber pieces leads to excellent durability. In order to avoid complication of the drawing, FIG. 1 shows only a portion of one sheet surface side in the thickness direction Z of the fiber sheet 10 . Therefore, the fiber sheet 10 has a structure in which a large number of fibers 11 are stacked in the thickness direction Z. As shown in FIG.

ファイバシート10の厚みは、5μm以上5000μm以下の範囲内であることが好ましく、10μm以上3000μm以下の範囲内であることがより好ましく、20μm以上1000μm以下の範囲内であることがさらに好ましい。なお、本例では、50μmとしている。 The thickness of the fiber sheet 10 is preferably in the range of 5 μm to 5000 μm, more preferably in the range of 10 μm to 3000 μm, and even more preferably in the range of 20 μm to 1000 μm. In this example, the thickness is set to 50 μm.

ファイバシート10には空孔12が複数ある。空孔12は、ファイバ11によって画定された空間領域としての空隙のうち、ファイバシート10の厚み方向Zに貫通している状態に形成されているものである。したがって、空隙の中には、厚み方向Zに貫通した空孔12を形成せずに、厚み方向Zで非貫通、例えばファイバ11によって閉じられた空間領域として存在しているものもある。 The fiber sheet 10 has a plurality of holes 12 . The holes 12 are formed in the voids defined by the fibers 11 so as to pass through the fiber sheet 10 in the thickness direction Z. As shown in FIG. Therefore, some of the voids do not form the voids 12 penetrating in the thickness direction Z, but exist as spatial regions closed by the fibers 11 , for example, non-penetrating in the thickness direction Z. FIG.

ここで、複数の空孔12の平均孔径をDA(単位はμm)とする。平均孔径DAは、2μm以上20μm以下の範囲内である。平均孔径DAが2μm以上であることにより、2μm未満である場合に比べて、ファイバシート10を例えばろ過用のフィルタとして用いた場合に、単位時間当たりの処理量が多くなる。単位時間の処理量が多いとは、すなわちろ過効率がよいということである。平均孔径DAが20μm以下であることにより、20μmよりも大きい場合に比べて、例えばろ過用のフィルタとして用いた場合に、ファイバ片の脱離が抑制される。平均孔径DAは、3μm以上15μm以下の範囲内がより好ましく、4μm以上10μm以下の範囲内がさらに好ましい。 Here, the average pore diameter of the plurality of pores 12 is DA (unit: μm). The average pore diameter DA is in the range of 2 μm or more and 20 μm or less. When the average pore diameter DA is 2 μm or more, compared with the case where the average pore diameter DA is less than 2 μm, when the fiber sheet 10 is used as, for example, a filtering filter, the throughput per unit time is increased. A high throughput per unit time means a high filtration efficiency. When the average pore diameter DA is 20 μm or less, detachment of fiber pieces is suppressed when used as a filtering filter, for example, compared to the case where the average pore diameter DA is larger than 20 μm. The average pore diameter DA is more preferably in the range of 3 µm or more and 15 µm or less, and further preferably in the range of 4 µm or more and 10 µm or less.

平均孔径DAは、以下の方法で求めることができる。まず、ファイバシート10から5cm角(5cm×5cm)に切り出し、サンプルとする。このサンプルを、表面張力が15.3mN/mのGALWICK(POROUS MATERIAL社製)に浸漬した後、パームポロメーター(POROUS MATERIAL社製)を用いて、バブルポイント法で測定することにより平均孔径DAは得られる。 The average pore diameter DA can be obtained by the following method. First, a 5 cm square (5 cm×5 cm) is cut from the fiber sheet 10 to obtain a sample. After immersing this sample in GALWICK (manufactured by POROUS MATERIAL) having a surface tension of 15.3 mN/m, the average pore diameter DA was measured by the bubble point method using a perm porometer (manufactured by POROUS MATERIAL). can get.

複数の空孔12のうち、DA×0.80以上DA×1.20以下の範囲内の孔径をもつ空孔12の割合(以下、所定空孔割合と称する)が少なくとも90%、すなわち90%以上である。このように、空孔12の孔径の分布が非常に小さいから、ろ過用のフィルタとして用いた場合には、優れたろ過精度で分離する。所定空孔割合(単位は%)は、95%以上であることがより好ましく、98%以上であることがさらに好ましく、このように100%に近いほど好ましい。 Among the plurality of pores 12, the percentage of pores 12 having a pore diameter within the range of DA x 0.80 or more and DA x 1.20 or less (hereinafter referred to as a predetermined pore percentage) is at least 90%, that is, 90% That's it. As described above, since the pore size distribution of the pores 12 is very small, separation is achieved with excellent filtration accuracy when used as a filter for filtration. The predetermined pore ratio (unit: %) is more preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and the closer to 100%, the more preferable.

所定空孔割合は、パームポロメーター(POROUS MATERIAL社製)から得られた孔径分布に対して、DA×0.80以上DA×1.20以下である空孔12の和(量)から算出した。具体的には、パームポロメーターが出力した孔径分布(孔径とその孔径をもつ空孔の存在量との相関関係データ)を用い、DA×0.80以上DA×1.20以下の範囲内の孔径をもつ空孔量の、全ての空孔量に対する割合を、所定空孔割合として求めた。 The predetermined pore ratio was calculated from the sum (amount) of the pores 12 having DA×0.80 or more and DA×1.20 or less with respect to the pore size distribution obtained from a perm porometer (manufactured by POROUS MATERIAL). . Specifically, using the pore size distribution (correlation data between the pore size and the abundance of pores having the pore size) output by the perm porometer, the range of DA × 0.80 or more and DA × 1.20 or less The ratio of the amount of pores having a pore diameter to the total amount of pores was determined as the predetermined ratio of pores.

ファイバ11同士は、厚み方向Zで重なる部分、及び/または、ファイバシート10のシート面方向(XY平面内)において接している部分で、接着していることが好ましく、本例でもそのようにしている。このようにファイバ11同士は固定されている。この固定により、ファイバシート10は、ファイバ片の脱離がより抑制される。 It is preferable that the fibers 11 are adhered to each other at portions where they overlap in the thickness direction Z and/or where they are in contact with each other in the sheet surface direction (in the XY plane) of the fiber sheet 10. there is Thus, the fibers 11 are fixed together. By this fixation, the fiber sheet 10 further suppresses detachment of the fiber pieces.

ファイバ11は、ポリマーで形成されており、さらに具体的には熱可塑性樹脂(ポリマー)で形成されている。本例の熱可塑性樹脂はセルロース系ポリマー15(図3参照)である。セルロース系ポリマー15はセルロースアシレートであることが好ましい。セルロースアシレートは、セルロースのヒドロキシ基を構成する水素原子の一部または全部がアシル基で置換されているセルロースエステルである。 The fiber 11 is made of a polymer, more specifically a thermoplastic resin (polymer). The thermoplastic resin of this example is the cellulosic polymer 15 (see FIG. 3). The cellulosic polymer 15 is preferably cellulose acylate. Cellulose acylate is a cellulose ester in which some or all of the hydrogen atoms constituting the hydroxy groups of cellulose are substituted with acyl groups.

セルロースアシレートは、セルロースアセテートプロピオネート(以下、CAPと称する、融点Tmは188℃以上210℃以下、ガラス転移点Tgは147℃)と、セルロースアセテートブチレート(以下、CABと称する、融点Tmは195℃以上205℃以下、ガラス転移点Tgは141℃)と、セルローストリアセテート(以下、TACと称する、融点Tmは290℃、ガラス転移点Tgは200℃)とのいずれかひとつであることが好ましい。これにより、例えば100℃以上140℃以下の高温条件下においても、ろ過精度が高く、耐久性の高いフィルタとして用いることができる。 Cellulose acylate includes cellulose acetate propionate (hereinafter referred to as CAP, melting point Tm is 188° C. or higher and 210° C. or lower, glass transition point Tg is 147° C.) and cellulose acetate butyrate (hereinafter referred to as CAB, melting point Tm is 195° C. or higher and 205° C. or lower, glass transition point Tg is 141° C.) or cellulose triacetate (hereinafter referred to as TAC, melting point Tm is 290° C., glass transition point Tg is 200° C.) preferable. As a result, even under high temperature conditions of, for example, 100° C. or higher and 140° C. or lower, the filter can be used as a filter with high filtration accuracy and high durability.

図2において、ファイバ11a,11b,11c,・・・は一方のシート面(以下、第1シート面と称する)10Aに沿った方向に延びている。沿った方向とは、第1シート面10Aに平行な面内成分をもって延びていればよく、その面内で曲がっていてもよい。なお、他方のシート面(図示無し、以下第2シート面と称する)と第1シート面10Aとは平行と見なしてよい。したがって、ファイバ11a,11b,11c,・・・は第2シート面に沿った方向にも延びている。なお、ファイバ11a,11b,11c,・・・を区別しない場合には、ファイバ11と記載する。 2, fibers 11a, 11b, 11c, . . . extend in a direction along one sheet surface (hereinafter referred to as first sheet surface) 10A. The direction along the first sheet surface 10A may be extended with an in-plane component parallel to the first sheet surface 10A, and may be curved within the plane. The other sheet surface (not shown, hereinafter referred to as a second sheet surface) may be considered parallel to the first sheet surface 10A. Therefore, the fibers 11a, 11b, 11c, . . . also extend in the direction along the second sheet surface. The fibers 11a, 11b, 11c, .

ファイバ11と第1シート面10Aとのなす角をθ(単位は°)とする。ただし、なす角θは0°以上90°以下の範囲内で定義し、すなわち0°≦θ≦90°とする。なす角θは、20°以下であることが好ましく、このように、第1シート面10Aに沿った方向に延びている。なお、図2においては、図の煩雑化を避けるためになす角θは、ファイバ11bにおいてのみ示しているが、他のファイバ11b,11c,・・・についても同様である。なす角θは、15°以下であることがより好ましく、10°以下であることがさらに好ましい。 The angle formed by the fiber 11 and the first sheet surface 10A is assumed to be θ (unit: °). However, the angle θ to be formed is defined within the range of 0° or more and 90° or less, that is, 0°≦θ≦90°. The angle θ formed is preferably 20° or less, and thus extends in the direction along the first sheet surface 10A. In FIG. 2, the angle .theta. is shown only for the fiber 11b in order to avoid complication of the drawing, but the other fibers 11b, 11c, . . . The angle θ formed is more preferably 15° or less, and even more preferably 10° or less.

なす角θは、SEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)画像を用いて求めることができ、本例でもその方法で求めている。まずファイバシート10を厚み方向で切断し、SEMでの画像を観察する。画像を観察した場合には、1本のファイバ11のうちの長手方向の一部分が線分状に観察される。その線分状のファイバ部分を、任意に20本選び、それら各々のなす角θ1,θ2,θ3,・・・,θ20(単位は°)を測定する。測定したこれら20個のなす角の平均値を、(θ1+θ2+θ3+・・・+θ20)/20の算出式で求め、これをなす角θとする。なお、画像から選び出す20本は、観察されるファイバ部分の中のうち、できるだけなす角θが大きいものを選ぶことが好ましい。 The angle θ to be formed can be determined using a SEM (Scanning Electron Microscope) image, and is also determined by this method in this example. First, the fiber sheet 10 is cut in the thickness direction, and an SEM image is observed. When an image is observed, a portion of one fiber 11 in the longitudinal direction is observed as a line segment. Twenty such linear fiber portions are arbitrarily selected, and the angles θ1, θ2, θ3, . The average value of these 20 measured angles is obtained by the formula (θ1+θ2+θ3+ . It is preferable that the 20 fibers selected from the image have the largest possible angle θ among the fiber portions to be observed.

上記構成によれば、ろ過精度に優れ、ファイバ片の脱離が抑制されているので、固体と液体との混合物(固体液体混合物)から目的とする物質を分離または除去するためのフィルタとして好適に利用することができる。そのようなフィルタの中でも、特に好ましく用いることができるフィルタは、ファイバ片の混入(コンタミネーション)が懸念され、高精度な分離性能が要求される、食品(飲料を含む)用、医療用、超純水用、及び高純度薬液用のフィルタである。具体的には、飲料から微粒子及び/または微生物を除去する除去用フィルタ、工業用純水の前処理ろ過フィルタ、血液や唾液などの体液から特定の細胞を捕集する検査用フィルタなどが挙げられる。検査用フィルタとしては、例えば、血糖値検査、尿糖検査、生活習慣病検査、遺伝子検査、腫瘍マーカー検査、及び、血液検査などの検査用フィルタなどがある。 According to the above configuration, since the filtration accuracy is excellent and detachment of the fiber pieces is suppressed, it is suitable as a filter for separating or removing a target substance from a mixture of solid and liquid (solid-liquid mixture). can be used. Among such filters, filters that can be particularly preferably used are those for food (including beverages), medical, and ultra-high-precision filters that are concerned about contamination of fiber pieces and require high-precision separation performance. Filters for pure water and high-purity chemicals. Specific examples include filters for removing fine particles and/or microorganisms from beverages, filters for pretreatment of industrial pure water, and filters for inspection that collect specific cells from bodily fluids such as blood and saliva. . Examples of test filters include blood sugar test, urine sugar test, lifestyle disease test, gene test, tumor marker test, blood test, and the like.

ファイバシート10は、シート材形成工程と、ファイバシート形成工程とを有する製造方法により製造される。シート材形成工程は、シート材16(図3参照)を形成する。シート材16は、ファイバシート10の前駆体である。ファイバシート形成工程は、シート材16からファイバシート10を形成する。 The fiber sheet 10 is manufactured by a manufacturing method having a sheet material forming process and a fiber sheet forming process. The sheet material forming step forms the sheet material 16 (see FIG. 3). Sheet material 16 is a precursor of fiber sheet 10 . The fiber sheet forming step forms the fiber sheet 10 from the sheet material 16 .

図3に示すシート材形成設備20は、電界紡糸法を用いてシート材16を形成するためのものである。シート材形成設備20は、溶液調製部21とシート材形成装置22とを備える。なお、シート材形成装置22の詳細は別の図面に図示しており、図3においては、シート材形成装置22の一部のみを図示している。 The sheet material forming equipment 20 shown in FIG. 3 is for forming the sheet material 16 using an electrospinning method. The sheet material forming equipment 20 includes a solution preparing section 21 and a sheet material forming device 22 . The details of the sheet material forming device 22 are shown in another drawing, and only a part of the sheet material forming device 22 is shown in FIG.

溶液調製部21は、ファイバ11を形成する溶液25を調製するためのものである。溶液調製部21は、セルロース系ポリマー15をセルロース系ポリマーの溶媒26に溶解することにより、溶液25を調製する。 The solution preparation section 21 prepares the solution 25 for forming the fiber 11 . The solution preparation unit 21 prepares the solution 25 by dissolving the cellulosic polymer 15 in the cellulosic polymer solvent 26 .

本実施形態では、溶媒26としてジクロロメタンとメタノールとの混合物を用いている。セルロース系ポリマー15としてセルロースアシレートを用いる場合には、溶媒26としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1-メトキシ-2-プロパノールなどが挙げられる。これらは、セルロースアシレートの種類に応じて、単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。 In this embodiment, a mixture of dichloromethane and methanol is used as solvent 26 . When cellulose acylate is used as the cellulosic polymer 15, the solvent 26 includes methanol, ethanol, isopropanol, butanol, benzyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, and methyl formate. , ethyl formate, hexane, cyclohexane, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, benzene, toluene, xylene, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, 1-methoxy-2-propanol and the like. These may be used alone or in combination, depending on the type of cellulose acylate.

この例において、シート材形成設備20は、溶液調製部21とシート材形成装置22とを接続する配管33a~33cを備え、シート材形成装置22は、互いに離間した状態に配されたノズル36a~36cを有する。配管33a~33cは、溶液25を案内するためのものである。配管33aは溶液調製部21とノズル36aとを接続し、配管33bは溶液調製部21とノズル36bとを接続し、配管33cは溶液調製部21とノズル36cとを接続する。これにより、ノズル36a~36cのそれぞれから溶液25が出される。ノズル36a~36cから出た溶液25は、それぞれファイバ11を形成する。なお、以降の説明において、配管33aと配管33bと配管33cとを区別しない場合には、配管33と記載する。また、ノズル36aとノズル36bとノズル36cとを区別しない場合には、ノズル36と記載する。 In this example, the sheet material forming equipment 20 includes pipes 33a to 33c that connect the solution preparation unit 21 and the sheet material forming apparatus 22, and the sheet material forming apparatus 22 is provided with nozzles 36a to 36c that are spaced apart from each other. 36c. The pipes 33a-33c are for guiding the solution 25. As shown in FIG. Pipe 33a connects solution preparation section 21 and nozzle 36a, pipe 33b connects solution preparation section 21 and nozzle 36b, and pipe 33c connects solution preparation section 21 and nozzle 36c. Thereby, the solution 25 is discharged from each of the nozzles 36a to 36c. The solutions 25 exiting the nozzles 36a-36c form fibers 11, respectively. In the following description, the pipes 33a, 33b, and 33c are referred to as pipes 33 when not distinguished from each other. The nozzles 36a, 36b, and 36c are referred to as nozzles 36 when not distinguished from each other.

なおこの例では、ファイバ11の集積及びシート材16の支持に長尺の支持体37を用いており、この支持体37を長手方向に移動させている。支持体37の詳細については別の図面を用いて後述するが、図3における横方向は支持体37の幅方向であり、図3の紙面奥行方向が支持体37の移動方向である。ノズル36a~36cはこの順で、支持体37の幅方向に並べて配してある。この例では、ノズル36を3本としているが、ノズル36の本数はこれに限られない。なお、配管33a~33cのそれぞれには溶液25をノズル36へ送るポンプ38が設けられている。ポンプ38の回転数を変えることにより、ノズル36a~36cから出る溶液25の各流量が調節される。 In this example, a long support member 37 is used for stacking the fibers 11 and supporting the sheet material 16, and the support member 37 is moved in the longitudinal direction. Although the details of the support 37 will be described later with reference to another drawing, the horizontal direction in FIG. 3 is the width direction of the support 37, and the depth direction of FIG. The nozzles 36a to 36c are arranged side by side in the width direction of the support 37 in this order. Although the number of nozzles 36 is three in this example, the number of nozzles 36 is not limited to this. A pump 38 for sending the solution 25 to the nozzle 36 is provided in each of the pipes 33a to 33c. By varying the number of revolutions of pump 38, each flow rate of solution 25 exiting nozzles 36a-36c is adjusted.

ノズル36a~36cは保持部材41により保持されている。この保持部材41とノズル36とにより、シート材形成装置22のノズルユニット42が構成されている。 The nozzles 36a-36c are held by a holding member 41. As shown in FIG. A nozzle unit 42 of the sheet material forming device 22 is configured by the holding member 41 and the nozzle 36 .

シート材形成装置22について、図4を参照しながら説明する。図4には、図3のノズル36a側から見た場合を図示しており、図の煩雑化を避けるために、ノズル36についてはノズル36aのみを図示している。シート材形成装置22は、紡糸室45と、前述のノズルユニット42と、集積部50と、電源51等を備える。紡糸室45は、例えば、ノズルユニット42と、集積部50の一部などを収容しており、密閉可能に構成されることにより溶媒ガスが外部に洩れることを防止している。溶媒ガスは、溶液25の溶媒26が気化したものである。 The sheet material forming device 22 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a case viewed from the nozzle 36a side of FIG. 3, and only the nozzle 36a is shown for the nozzles 36 in order to avoid complication of the drawing. The sheet material forming device 22 includes a spinning chamber 45, the aforementioned nozzle unit 42, a stacking section 50, a power source 51, and the like. The spinning chamber 45 accommodates, for example, the nozzle unit 42 and part of the collecting section 50, and is configured to be hermetically sealed to prevent the solvent gas from leaking to the outside. The solvent gas is the vaporized solvent 26 of the solution 25 .

ノズルユニット42は紡糸室45内の上部に配される。ノズル36の溶液25が出る先端は、図4におけるノズル36の下方に配したコレクタ52へ向けてある。溶液25がノズル36の先端に形成されている開口(以下、先端開口と称する)から出る際に、先端開口には溶液25によって概ね円錐状のテイラーコーン53が形成される。 The nozzle unit 42 is arranged in the upper part inside the spinning chamber 45 . The tip of the nozzle 36 from which the solution 25 exits is directed toward a collector 52 located below the nozzle 36 in FIG. When the solution 25 exits from an opening formed at the tip of the nozzle 36 (hereinafter referred to as tip opening), the solution 25 forms a generally conical Taylor cone 53 at the tip opening.

集積部50は、ノズル36の下方に配される。集積部50は、コレクタ52と、コレクタ回転部56と、支持体供給部57と、支持体巻取部58とを有する。コレクタ52はノズル36から出た溶液25を誘引し、形成されたファイバ11をシート材16として捕集するためのものであり、本実施形態では、後述の支持体37上に捕集する。 The stacking section 50 is arranged below the nozzle 36 . The stacking section 50 has a collector 52 , a collector rotation section 56 , a support supply section 57 , and a support winding section 58 . The collector 52 attracts the solution 25 coming out of the nozzle 36 and collects the formed fibers 11 as the sheet material 16. In this embodiment, it is collected on a support 37, which will be described later.

コレクタ52は、金属製の帯状物で形成された無端ベルトで構成されている。コレクタ52は、電源51によって電圧が印加されることにより帯電する素材から形成されていればよく、例えばステンレス製とされる。コレクタ回転部56は、一対のローラ61,62と、モータ60などから構成されている。コレクタ52は、一対のローラ61,62に水平に掛け渡されている。一方のローラ61の軸には紡糸室45の外に配されたモータ60が接続されており、ローラ61を所定速度で回転させる。この回転によりコレクタ52は移動し、ローラ61とローラ62との間で循環する。本実施形態においては、コレクタ52の移動速度は、例えば0.2m/分としているが、これに限定されない。 The collector 52 is composed of an endless belt made of a strip of metal. The collector 52 may be made of a material that is charged when a voltage is applied by the power source 51, such as stainless steel. The collector rotating section 56 is composed of a pair of rollers 61 and 62, a motor 60, and the like. The collector 52 is horizontally stretched over a pair of rollers 61 and 62 . A motor 60 arranged outside the spinning chamber 45 is connected to the shaft of one roller 61 to rotate the roller 61 at a predetermined speed. This rotation causes the collector 52 to move and circulate between the rollers 61 and 62 . In this embodiment, the moving speed of the collector 52 is set to 0.2 m/min, for example, but it is not limited to this.

コレクタ52には、支持体供給部57によって、帯状のアルミニウムシートからなる支持体37が供給される。支持体37は、ファイバ11を集積させ、シート材16として得るためのものである。支持体供給部57は送出軸57aを有する。送出軸57aには支持体ロール63が装着される。支持体ロール63は支持体37が巻芯64に巻き取られて構成されている。支持体巻取部58は巻取軸67を有する。巻取軸67はモータ(図示無し)により回転され、セットされる巻芯68に、シート材16が形成された支持体37を巻き取る。このように、このシート材形成装置22は、ファイバ11を形成する機能と、シート材16を形成する機能とをもち、電界紡糸法によるファイバ及びシート材の製造が実施される。なお、支持体37は、コレクタ52上に載せ、コレクタ52の移動によって移動させてもよい。 A support 37 made of a strip-shaped aluminum sheet is supplied to the collector 52 by a support supply section 57 . The support 37 is for stacking the fibers 11 to obtain the sheet material 16 . The support supply section 57 has a delivery shaft 57a. A support roll 63 is attached to the delivery shaft 57a. The support roll 63 is configured by winding the support 37 around a winding core 64 . The support winding section 58 has a winding shaft 67 . The winding shaft 67 is rotated by a motor (not shown) to wind the supporting body 37 on which the sheet material 16 is formed on the set winding core 68 . Thus, the sheet material forming apparatus 22 has a function of forming the fibers 11 and a function of forming the sheet material 16, and the fibers and sheet material are produced by the electrospinning method. Note that the support 37 may be placed on the collector 52 and moved by the movement of the collector 52 .

なお、コレクタ52の上にファイバ11を直接集積することによりシート材16を形成してもよいが、コレクタ52を形成する素材またはコレクタ52の表面状態等によってはファイバシート10が貼り付いてこれを剥がしにくい場合がある。このため、本実施形態のように、シート材16が貼り付きにくい支持体37をコレクタ52上に案内し、この支持体37上にファイバ11を集積することが好ましい。 The sheet material 16 may be formed by directly stacking the fibers 11 on the collector 52, but depending on the material forming the collector 52 or the surface condition of the collector 52, the fiber sheet 10 may stick to the collector 52. It may be difficult to remove. For this reason, it is preferable to guide the support 37 to which the sheet material 16 is less likely to stick onto the collector 52 and collect the fibers 11 on this support 37 as in the present embodiment.

電源51は、ノズル36とコレクタ52とに電圧を印加し、これにより、ノズル36を第1の極性に帯電させ、コレクタ52を第1の極性と逆極性の第2の極性に帯電させる電圧印加部である。帯電したノズル36内を通過することにより、溶液25が帯電し、帯電した状態でノズル36から出る。なお、この例では保持部材41とノズル36とを導通させており、電源51を保持部材41に接続することにより、保持部材41を介してノズル36に電圧を印加しているが、ノズル36への電圧の印加の手法はこれに限られない。例えばノズル36の各々に電源51を接続することにより各ノズル36に電圧を印加してもよい。本実施形態ではノズル36をプラス(+)に帯電させ、コレクタ52をマイナス(-)に帯電させているが、ノズル36とコレクタ52との極性は逆であってもよい。なお、コレクタ52側をアースして電位を0としても良い。電圧の印加による帯電により、テイラーコーン53からは溶液25が紡糸ジェット69としてコレクタ52に向かって噴出される。なお、この例ではノズル36に電圧を印加することにより溶液25を帯電させているが、配管33において溶液25を帯電させ、帯電した状態の溶液2をノズル36に案内してもよい。 Power supply 51 applies a voltage to nozzle 36 and collector 52, thereby charging nozzle 36 to a first polarity and collector 52 to a second polarity opposite to the first polarity. Department. By passing through charged nozzle 36, solution 25 is charged and exits nozzle 36 in a charged state. In this example, the holding member 41 and the nozzle 36 are electrically connected, and the voltage is applied to the nozzle 36 via the holding member 41 by connecting the power source 51 to the holding member 41 . is not limited to this. For example, a voltage may be applied to each nozzle 36 by connecting a power supply 51 to each nozzle 36 . In this embodiment, the nozzle 36 is positively (+) charged and the collector 52 is negatively (-) charged, but the polarities of the nozzle 36 and the collector 52 may be reversed. It should be noted that the collector 52 side may be grounded to set the potential to zero. The solution 25 is spouted from the Taylor cone 53 as a spinning jet 69 toward the collector 52 by being charged by voltage application. In this example, the solution 25 is charged by applying voltage to the nozzle 36 , but the solution 25 may be charged in the pipe 33 and the charged solution 2 may be guided to the nozzle 36 .

ノズル36とコレクタ52との距離Lは、セルロース系ポリマー15と溶媒26との種類と、溶液25における溶媒26の質量割合等によって適切な値が異なるが、30mm以上500mm以下の範囲内が好ましく、本実施形態では例えば150mmとしている。 An appropriate value for the distance L between the nozzle 36 and the collector 52 varies depending on the type of the cellulose polymer 15 and the solvent 26, the mass ratio of the solvent 26 in the solution 25, etc., but it is preferably in the range of 30 mm or more and 500 mm or less. In this embodiment, it is 150 mm, for example.

ノズル36とコレクタ52とにかける電圧は、5kV以上200kV以下が好ましく、ファイバ11を細く形成する観点では電圧はこの範囲内でなるべく高いほうが好ましい。本実施形態では例えば40kVとしている。 The voltage applied to the nozzle 36 and the collector 52 is preferably 5 kV or more and 200 kV or less, and from the viewpoint of forming the fiber 11 thin, the voltage is preferably as high as possible within this range. In this embodiment, it is set to 40 kV, for example.

シート材形成設備20の作用を説明する。ノズル36と、循環移動するコレクタ52とには、電源51により電圧が印加される。これにより、ノズル36は第1の極性としてのプラスに帯電し、コレクタ52は第2の極性としてのマイナスに帯電する。ノズル36には、溶液調製部21から溶液25が連続的に供給され、移動するコレクタ52上には、支持体37が連続的に供給される。溶液25は、ノズル36a~36cのそれぞれを通過することにより第1の極性であるプラスに帯電し、帯電した状態で、ノズル36a~36cの各先端開口から出る。 The operation of the sheet material forming equipment 20 will be described. A voltage is applied by a power supply 51 to the nozzle 36 and the circulating collector 52 . This causes the nozzle 36 to be positively charged as a first polarity and the collector 52 to be negatively charged as a second polarity. The nozzle 36 is continuously supplied with the solution 25 from the solution preparation unit 21 , and the support 37 is continuously supplied onto the moving collector 52 . The solution 25 is charged positively, which is the first polarity, by passing through each of the nozzles 36a to 36c, and exits from each tip opening of the nozzles 36a to 36c in the charged state.

コレクタ52は、第1の極性に帯電した状態で先端開口から出た溶液25を誘引する。これにより、先端開口にはテイラーコーン53が形成され、このテイラーコーン53から紡糸ジェット69がコレクタ52に向けて噴出される。第1の極性に帯電している紡糸ジェット69は、コレクタ52に向かう間に、自身の電荷による反発でより細い径に分裂し、及び/または螺旋状の軌道を描きながらより細い径に伸びていき、支持体37上にファイバ11がシート材16として捕集される(捕集工程)。 The collector 52 attracts the solution 25 exiting the tip opening while being charged to the first polarity. As a result, a Taylor cone 53 is formed at the tip opening, and a spinning jet 69 is ejected from the Taylor cone 53 toward the collector 52 . The spinning jet 69, which is charged to the first polarity, splits into smaller diameters due to repulsion by its own electric charge and/or stretches to smaller diameters in a helical trajectory while heading toward the collector 52. Then, the fibers 11 are collected as the sheet material 16 on the support 37 (collecting step).

この例では溶液25をノズル36から出すことにより支持体37へ向けて飛ばしているが、ノズルを用いない方法で溶液25を飛ばしてもよい。例えば、エレクトロバブルスピニング法、または、ワイヤ固定電極法等がある。エレクトロバブルスピニング法は、溶液25に圧縮気体を供給し、発生した気泡に電圧を印加することにより気泡表面から溶液25を線状に飛ばし、ファイバ11を形成する方法であり、廣瀬製紙株式会社からその方法が紹介されている。ワイヤ固定電極法は、両端が固定されたワイヤに溶液を塗布し、ワイヤとコレクタとの間に電圧を印加することによりファイバ11を形成する方法である。このワイヤ固定電極法を用いたファイバ形成装置は、例えばエルマルコ株式会社から販売されている。 In this example, the solution 25 is sprayed toward the support 37 by ejecting it from the nozzle 36, but the solution 25 may be sprayed by a method that does not use the nozzle. For example, there are an electro-bubble spinning method, a wire fixed electrode method, and the like. The electro-bubble spinning method is a method in which a compressed gas is supplied to the solution 25 and a voltage is applied to the generated bubbles to cause the solution 25 to fly linearly from the surface of the bubbles to form the fibers 11. The method is introduced. The wire-fixed electrode method is a method of forming the fiber 11 by applying a solution to a wire whose both ends are fixed and applying a voltage between the wire and a collector. A fiber forming apparatus using this wire-fixed electrode method is sold, for example, by Elmarco.

支持体37上においてファイバ11同士が互いに接触しても接着しない、あるいは、接着してもその接着力が小さく抑えられるように、コレクタ52に向かう間に、紡糸ジェット69から溶媒26を多めに蒸発させることが好ましい。 A large amount of the solvent 26 is evaporated from the spinning jet 69 on the way to the collector 52 so that the fibers 11 on the support 37 do not adhere to each other even if they come into contact with each other, or, if they do adhere, the adhesive force is kept small. It is preferable to let

捕集されたファイバ11は弾力があるシート材16として支持体37とともに支持体巻取部58に送られる。ファイバシート10は、支持体37と重なった状態で巻芯68に巻かれる。巻芯68は巻取軸67から取り外された後に、支持体37からシート材16が分離される。このようにして得られたシート材16は長尺であるが、この後、例えば所望のサイズに切断してもよく、本例でも切断することにより例えば円形にしている。 The collected fibers 11 are fed as a resilient sheet material 16 together with the support 37 to the support winding section 58 . The fiber sheet 10 is wound around the winding core 68 while overlapping the support 37 . After the winding core 68 is removed from the winding shaft 67 , the sheet material 16 is separated from the support 37 . The sheet material 16 obtained in this way is long, but may be cut into a desired size, for example, in this example as well, for example, by cutting into a circular shape.

図5に示す温度調整装置81は、シート材16からファイバシート10を形成するためのものである。温度調整装置81は、収容部82と温調機構83とを備える。収容部82は、シート材16を内部に収容する。この例の収容部82には、シート材16を載置する載置台86が設けられているが、収容部82の構成は特に限定されず、市販の恒温槽などを用いてよい。温調機構83は、収容部82の内部の温度を調整し、これにより、内部に収容されたシート材16を加熱、冷却、あるいは一定の温度に保持する。なお、本実施形態では、温調機構83によって設定した収容部82の内部の温度を、シート材16の温度と見なしている。 The temperature control device 81 shown in FIG. 5 is for forming the fiber sheet 10 from the sheet material 16 . The temperature adjustment device 81 includes an accommodation section 82 and a temperature adjustment mechanism 83 . The accommodation portion 82 accommodates the sheet material 16 therein. Although the storage portion 82 of this example is provided with a mounting table 86 on which the sheet material 16 is placed, the configuration of the storage portion 82 is not particularly limited, and a commercially available constant temperature bath or the like may be used. The temperature control mechanism 83 adjusts the temperature inside the accommodation portion 82, thereby heating, cooling, or maintaining the sheet material 16 accommodated therein at a constant temperature. Note that, in the present embodiment, the temperature inside the storage portion 82 set by the temperature control mechanism 83 is regarded as the temperature of the sheet material 16 .

ファイバシート10は、シート材16から以下の方法で形成される。まず、シート材16を、フレーム(枠)87により保持する。フレーム87は、シート材16に、張力を付与する張力付与部材である。張力は、シート材16に対して、面方向(XY平面の方向)に付与する(張力付与工程)。張力は、シート材16に、しわ及びたるみが生じない程度に小さく抑え、シート材16の面積(XY平面に沿った表面の面積)ができるだけ変わらない程度とすることが好ましい。フレーム87は、中央にシート材16が露呈する状態でシート材16を保持する円形であるが、張力付与部材は、シート材16の面積を変えない程度の上記張力が付与できるものであれば、フレーム87に限定されない。ただし、張力付与部材は、後述の加熱と冷却とにおいてしわ及びたるみをより確実に生じさせないために、シート材16の周囲の一部を保持するよりも周囲全体を保持する方が好ましい。 Fiber sheet 10 is formed from sheet material 16 in the following manner. First, the sheet material 16 is held by a frame (frame) 87 . The frame 87 is a tension imparting member that imparts tension to the sheet material 16 . A tension is applied to the sheet material 16 in the plane direction (the direction of the XY plane) (tension applying step). It is preferable that the tension is kept small enough to prevent wrinkles and slack in the sheet material 16 and that the area of the sheet material 16 (area of the surface along the XY plane) does not change as much as possible. The frame 87 has a circular shape and holds the sheet material 16 with the sheet material 16 exposed at the center. It is not limited to frame 87. However, the tensioning member preferably holds the entire perimeter of the sheet material 16 rather than a portion of the perimeter to more reliably prevent wrinkling and sagging during heating and cooling, which will be described later.

フレーム87に保持され、張力を付与された状態のシート材16を、収容部82に収容する。温調機構83により、収容部82を介してシート材16を加熱する。張力を付与した状態でシート材16を加熱し、温度が上昇したシート材16においてファイバ11同士を接着させ、ファイバシート10が得られる(加熱工程)。このように、張力付与工程は、加熱工程を有する。 The sheet material 16 held by the frame 87 and being tensioned is stored in the storage portion 82 . The temperature control mechanism 83 heats the sheet material 16 through the storage portion 82 . The sheet material 16 is heated while being tensioned, and the fibers 11 are bonded to each other in the sheet material 16 whose temperature has risen, thereby obtaining the fiber sheet 10 (heating step). Thus, the tensioning step has a heating step.

張力を付与した状態で加熱することにより、平均孔径DAが2μm以上20μm以下の範囲であり、かつ、所定空孔割合が90%以上であるファイバシート10が得られ、さらに、なす角θが20°未満となる。また、ファイバ11同士が接着することにより、例えばろ過などの使用中においてファイバ片の脱離が抑制される。なお、加熱工程の時間は、長いほどなす角θをより小さくできる。ただし、ファイバ11の溶けすぎを抑制する観点も考慮し、加熱工程の時間は、10秒以上1200秒以下の範囲内であることが好ましく、30秒以上900秒以下の範囲内であることがより好ましい。加熱工程の時間とは、シート材16の温度を設定した温度に保持する時間である。 By heating under tension, a fiber sheet 10 having an average pore diameter DA in the range of 2 μm or more and 20 μm or less and a predetermined pore ratio of 90% or more is obtained, and the formed angle θ is 20%. °. In addition, by bonding the fibers 11 to each other, detachment of the fiber pieces is suppressed during use such as filtration. It should be noted that the longer the heating process time, the smaller the angle θ formed. However, from the viewpoint of suppressing excessive melting of the fiber 11, the heating process time is preferably in the range of 10 seconds to 1200 seconds, more preferably in the range of 30 seconds to 900 seconds. preferable. The heating process time is the time during which the temperature of the sheet material 16 is maintained at the set temperature.

ここで、セルロース系ポリマー15の融点をTm(単位は℃)とし、ガラス転移点をTg(単位は℃)とする。加熱工程は、シート材16をTg以上Tm以下の温度に加熱することが好ましい。Tg以上の温度に加熱することにより、Tg未満の温度に加熱する場合と比べて、ファイバ11が軟化し、ファイバ11同士が融着(融解することにより接着)しやすくなる。また、Tm以下の温度に加熱することにより、Tmよりも高い温度に加熱する場合と比べて、ファイバ11の過度な溶けすぎにより空隙が無い膜状になったり、炭化することがより確実に防がれる。 Here, the melting point of the cellulose-based polymer 15 is Tm (unit: °C), and the glass transition point is Tg (unit: °C). In the heating step, the sheet material 16 is preferably heated to a temperature between Tg and Tm. By heating to a temperature equal to or higher than Tg, the fibers 11 are softened compared to the case of heating to a temperature lower than Tg, making it easier for the fibers 11 to fuse together (bond by melting). Moreover, by heating to a temperature of Tm or less, compared with the case of heating to a temperature higher than Tm, excessive melting of the fiber 11 to form a film without voids or carbonization can be more reliably prevented. escape.

張力付与工程は、加熱工程の後に、冷却工程を有することが好ましい。すなわち、加熱工程で得られたファイバシート10を、張力が付与されている状態で冷却すること(冷却工程)が好ましい。これにより、ファイバシート10の所定空孔割合が加熱工程直後の状態により保持されやすい。そして、張力の解除は、冷却工程の後に行うことが好ましい。 It is preferable that the tension applying step has a cooling step after the heating step. That is, it is preferable to cool the fiber sheet 10 obtained in the heating step (cooling step) while tension is applied. As a result, the predetermined pore ratio of the fiber sheet 10 can be easily maintained in the state immediately after the heating process. It is preferable to release the tension after the cooling step.

この例では、コレクタ52として循環移動するベルトを用いたが、コレクタはベルトに限定されない。例えば、コレクタは固定式の平板であってもよいし、円筒状の回転体としてもよい。平板や円筒体からなるコレクタの場合にも、シート材16をコレクタから容易に分離することができるように支持体37を用いることが好ましい。なお、回転体を用いる場合には、回転体の周面にファイバからなる筒状のシート材が形成されるため、紡糸後に回転体から筒状のシート材を抜き取り、所望の大きさ及び形状にカットすればよい。 In this example, a circulating belt is used as the collector 52, but the collector is not limited to the belt. For example, the collector may be a fixed flat plate or a cylindrical rotating body. Even in the case of a flat or cylindrical collector, it is preferable to use a support 37 so that the sheet material 16 can be easily separated from the collector. When a rotating body is used, a cylindrical sheet material made of fibers is formed on the peripheral surface of the rotating body. Just cut it.

[実施例1]~[実施例7]
シート材形成設備20と温度調整装置81とを用いて、ファイバシート10を製造し、実施例1~実施例7とした。用いたセルロース系ポリマー15は、表1の「ポリマー」欄に記載している。表1において、ポリマーとして用いたセルロースアシレートのアシル基がプロピオニル基である場合には「Pr」と記載し、ブタノイル基である場合には「Bu」と記載する。なお、表1の「アシル基含量」(単位は重量%)は、イーストマン ケミカル カンパニーのカタログ値をそのまま記載している。
[Example 1] to [Example 7]
Using the sheet material forming equipment 20 and the temperature control device 81, the fiber sheets 10 were manufactured as Examples 1 to 7. The cellulosic polymer 15 used is described in Table 1 in the "Polymer" column. In Table 1, when the acyl group of the cellulose acylate used as the polymer is a propionyl group, it is described as "Pr", and when it is a butanoyl group, it is described as "Bu". The "acyl group content" (unit: % by weight) in Table 1 is the catalog value of Eastman Chemical Company.

溶媒26は、いずれも前述の通りジクロロメタンとメタノールとの混合物であり、質量比は、ジクロロメタン:メタノール=87:13とした。溶液25におけるセルロース系ポリマー15の濃度は8質量%とした。この濃度は、セルロース系ポリマー15の質量をM1とし、溶媒26の質量をM2とするときに、{M1/(M1+M2)}×100で求めたものである。 The solvent 26 is a mixture of dichloromethane and methanol as described above, and the mass ratio of dichloromethane:methanol is 87:13. The concentration of the cellulosic polymer 15 in the solution 25 was set to 8% by mass. This concentration is determined by {M1/(M1+M2)}×100, where M1 is the mass of the cellulose-based polymer 15 and M2 is the mass of the solvent 26 .

張力付与工程中に加熱工程を実施した。加熱工程において設定したシート材16の温度と、その温度に保持した時間とは、表1の「加熱工程」の「温度」欄と、「時間」欄とに記載する。ファイバ11の径の平均値は1.8μmであった。径の平均値は、走査型電子顕微鏡で撮像した画像から100本のファイバ11の径を測定し、平均値を算出することにより求めた。 A heating step was performed during the tensioning step. The temperature of the sheet material 16 set in the heating process and the time for which the temperature was maintained are described in the "Temperature" column and the "Time" column of the "Heating process" in Table 1. The average diameter of the fibers 11 was 1.8 μm. The average value of the diameters was obtained by measuring the diameters of 100 fibers 11 from an image taken with a scanning electron microscope and calculating the average value.

得られたファイバシート10について、ろ過精度と、ファイバ片の脱離とを評価した。評価方法及び評価基準は以下の通りである。評価結果は表1に示す。なお、実施例1で得られたファイバシート10の厚み方向における断面のSEM画像を、図6に示している。 The obtained fiber sheet 10 was evaluated for filtration accuracy and detachment of fiber pieces. The evaluation method and evaluation criteria are as follows. Evaluation results are shown in Table 1. A SEM image of a cross section in the thickness direction of the fiber sheet 10 obtained in Example 1 is shown in FIG.

1.ろ過精度
平均粒子径10μmの架橋アクリル多分散粒子(綜研化学株式会社製)を純水に1質量%分散させ、ファイバシート10でろ過した。ろ過前後のそれぞれの液の粒度分布を、粒度分布測定装置(BECKMAN COULTER株式会社製)を用いて測定した。得られたろ過前後の粒度分布から、ファイバシート10の平均孔径DAよりも大きい粒子の捕捉率を[{(ろ過前の粒子数)-(ろ過後の粒子数)}/(ろ過前の粒子数)]×100%で算出し、以下の基準で評価した。AとBとは合格であり、CとDとは不合格である。
A;捕捉率が85%以上である。
B;捕捉率が75%以上85%未満である。
C;捕捉率が65%以上75%未満である。
D;捕捉率が65%以下である。
1. Filtration Accuracy 1% by mass of crosslinked acrylic polydisperse particles (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) having an average particle size of 10 μm were dispersed in pure water, and filtered through a fiber sheet 10 . The particle size distribution of each liquid before and after filtration was measured using a particle size distribution analyzer (manufactured by BECKMAN COULTER Co., Ltd.). From the obtained particle size distribution before and after filtration, the capture rate of particles larger than the average pore diameter DA of the fiber sheet 10 is [{(number of particles before filtration)-(number of particles after filtration)}/(number of particles before filtration )]×100%, and evaluated according to the following criteria. A and B pass, C and D fail.
A: Capture rate is 85% or more.
B; Capture rate is 75% or more and less than 85%.
C; Capture rate is 65% or more and less than 75%.
D: Capture rate is 65% or less.

2.ファイバ片の脱離
ファイバシート10をステンレスラインホルダ(アドバンテック株式会社製KS-47)に取り付け、純水を1L(リットル)ろ過した。ろ過後の液(ろ液)をグリッドフィルタで捕捉した。グリッドフィルタの捕捉側表面の全面を顕微鏡により観察し、ファイバ片の個数を数え、以下の基準で評価した。AとBとは合格であり、CとDとは不合格である。結果は表1の「ファイバ片の脱離」欄に示す。
A;ファイバ片の個数が0個以上5個以下であった。
B;ファイバ片の個数が6個以上10個以下であった。
C;ファイバ片の個数が11個以上20個以下であった。
D;ファイバ片の個数が21個以上であった。
2. Separation of Fiber Pieces The fiber sheet 10 was attached to a stainless steel line holder (KS-47 manufactured by Advantech Co., Ltd.), and 1 L (liter) of pure water was filtered. The liquid after filtration (filtrate) was captured by a grid filter. The entire capture side surface of the grid filter was observed with a microscope, and the number of fiber pieces was counted and evaluated according to the following criteria. A and B pass, C and D fail. The results are shown in Table 1, "Detachment of fiber piece" column.
A; The number of fiber pieces was 0 or more and 5 or less.
B; The number of fiber pieces was 6 or more and 10 or less.
C; The number of fiber pieces was 11 or more and 20 or less.
D; The number of fiber pieces was 21 or more.

Figure 0007163363000001
Figure 0007163363000001

さらに、実施例1で得られたファイバシート10を使用し、遺伝子検査を行った。具体的には、実施例1で得られたファイバシート10によりヒト全血をろ過した後、ファイバシート10上に残った白血球細胞を使用し、特許4058508号公報の明細書段落[0057]~[0061]に記載される方法に従って遺伝子検査を行った。その結果、特許4058508号公報に記載される実施例と同様の結果が得られた。 Furthermore, using the fiber sheet 10 obtained in Example 1, genetic testing was performed. Specifically, after filtering the human whole blood with the fiber sheet 10 obtained in Example 1, white blood cells remaining on the fiber sheet 10 are used, and paragraphs [0057] to [ 0061]. As a result, results similar to those of the example described in Japanese Patent No. 4058508 were obtained.

[比較例1]~[比較例4]
加熱工程を実施しない、あるいは加熱工程でのシート材16の温度を変更し、これらを比較例1~比較例3とした。また、張力付与工程が無い製造方法として比較例4を実施した。
[Comparative Example 1] to [Comparative Example 4]
Comparative Examples 1 to 3 were obtained by not performing the heating process or changing the temperature of the sheet material 16 in the heating process. Moreover, Comparative Example 4 was carried out as a manufacturing method without a tension applying step.

実施例と同様の方法及び基準で、ろ過精度とファイバ片の脱離との評価を行った。評価結果は表1に示す。なお、比較例2で得られたファイバシートの厚み方向における断面のSEM画像を、図7に示している。 Filtration accuracy and detachment of fiber pieces were evaluated by the same method and criteria as in the example. Evaluation results are shown in Table 1. A SEM image of the cross section in the thickness direction of the fiber sheet obtained in Comparative Example 2 is shown in FIG.

10 ファイバシート
10A 第1シート面
11,11a,11b,11c,・・・ ファイバ
12 空孔
15 セルロース系ポリマー
16 シート材
20 シート材形成設備
21 溶液調製部
22 シート材形成装置
25 溶液
26 溶媒
33a~33c 配管
36a~36c ノズル
37 支持体
38 ポンプ
41 保持部材
42 ノズルユニット
45 紡糸室
50 集積部
51 電源
52 コレクタ
53 テイラーコーン
56 コレクタ回転部
57 支持体供給部
57a 送出軸
58 支持体巻取部
60 モータ
61,62 ローラ
63 支持体ロール
64 巻芯
67 巻取軸
68 巻芯
69 紡糸ジェット
81 温度調整装置
82 収容部
83 温調機構
86 載置台
87 フレーム
L 距離
REFERENCE SIGNS LIST 10 fiber sheet 10A first sheet surface 11, 11a, 11b, 11c, . 33c Piping 36a to 36c Nozzle 37 Support 38 Pump 41 Holding member 42 Nozzle unit 45 Spinning chamber 50 Stacking unit 51 Power source 52 Collector 53 Taylor cone 56 Collector rotating unit 57 Support supplying unit 57a Sending shaft 58 Support winding unit 60 Motor 61, 62 Roller 63 Support roll 64 Winding core 67 Winding shaft 68 Winding core 69 Spinning jet 81 Temperature control device 82 Storage unit 83 Temperature control mechanism 86 Mounting table 87 Frame L Distance

Claims (2)

ファイバで形成されており、空孔があるファイバシートにおいて、
前記空孔の平均孔径が6.1μm以上20μm以下の範囲内であり、
前記平均孔径をDAとするときに、前記空孔のうち、DA×0.80以上DA×1.20以下の範囲内の孔径をもつ前記空孔の割合が少なくとも90%であり、
前記ファイバは、セルロースアセテートプロピオネート又はセルロースアセテートブチレートで形成されるファイバシート。
In a porous fiber sheet made of fibers,
The average pore diameter of the pores is in the range of 6.1 μm or more and 20 μm or less,
Where the average pore diameter is DA, the percentage of the pores having a pore diameter within the range of DA x 0.80 or more and DA x 1.20 or less is at least 90%,
The fiber is a fiber sheet made of cellulose acetate propionate or cellulose acetate butyrate.
前記ファイバと前記ファイバシートのシート面とのなす角をθとし、0°≦θ≦90°とするときに、θが20°以下である請求項1に記載のファイバシート。 2. The fiber sheet according to claim 1, wherein .theta. is 20.degree. or less, where .theta. is the angle between the fiber and the sheet surface of the fiber sheet, and 0.degree..ltoreq..theta..ltoreq.90.degree.
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