JP7167302B2 - Nonwoven fabric manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、不織布製造方法に関する。 The present invention relates to a nonwoven fabric manufacturing method.
ファイバで形成されている不織布として、下記特許文献1~4が知られている。不織布は、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断熱材、吸音材、フィルタなどが挙げられ、また、医療用や細胞の足場材としての利用も期待される。不織布は、例えば、電界紡糸法により製造される。電界紡糸法は、エレクトロスピニング法などとも呼ばれ、溶媒にファイバ材が融解している溶液をコレクタへ向けて噴出させてファイバを形成し、噴出されたファイバを捕集することにより不織布を形成するものである。 The following Patent Documents 1 to 4 are known as nonwoven fabrics formed of fibers. Nonwoven fabrics are actively being developed for use in various fields. Expected applications include, for example, heat insulating materials, sound absorbing materials, and filters, and are also expected to be used for medical purposes and as scaffolding materials for cells. Nonwoven fabrics are produced, for example, by electrospinning. The electrospinning method is also called an electrospinning method, in which a solution in which a fiber material is dissolved in a solvent is ejected toward a collector to form fibers, and the ejected fibers are collected to form a nonwoven fabric. It is a thing.
不織布では、ファイバの配向度を向上させることで、空隙率の向上など良好な性能を発揮できる場合がある。しかしながら従来は、ファイバの直線度が低いなどの理由からファイバの配向度が低いといった問題があった。 In nonwoven fabrics, by improving the degree of orientation of fibers, it may be possible to exhibit good performance such as improvement in porosity. However, conventionally, there has been a problem that the degree of orientation of the fiber is low because the straightness of the fiber is low.
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、ファイバの配向度が向上された不織布、及び、このような不織布を製造可能な不織布製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a nonwoven fabric with an improved degree of orientation of fibers, and a method for producing such a nonwoven fabric.
上記目的を達成するために、本発明の不織布は、平均線径が0.10μm以上5.00μm以下の範囲内であるファイバを備え、ファイバの配向度が1.1以上1.3以下であるである。 In order to achieve the above object, the nonwoven fabric of the present invention comprises fibers having an average fiber diameter within the range of 0.10 μm or more and 5.00 μm or less, and a fiber orientation degree of 1.1 or more and 1.3 or less. is.
空隙率が少なくとも90%であることが好ましい。 A porosity of at least 90% is preferred.
第1ファイバと他のファイバとの接点のうち隣り合う2つの接点を結ぶ第1線分と、第1ファイバとは別の第2ファイバと他のファイバとの接点のうち隣り合う2つの接点を結ぶ第2線分との角度である線間角度について、線間角度の平均が、178度以上182度以下の範囲内であることが好ましい。 A first line segment that connects two adjacent points of contact between a first fiber and another fiber, and two adjacent points of contact between a second fiber that is different from the first fiber and another fiber. Regarding the line-to-line angle, which is the angle with the connecting second line segment, the average line-to-line angle is preferably in the range of 178 degrees or more and 182 degrees or less.
ファイバが、セルロース系ポリマーで形成されていることが好ましい。 Preferably, the fibers are made of a cellulosic polymer.
平均孔径が少なくとも5μmであり、平均線径が少なくとも1μmであることが好ましい。 Preferably, the average pore size is at least 5 μm and the average line diameter is at least 1 μm.
また、上記目的を達成するために、本発明の不織布製造方法は、溶媒にファイバ材が溶解している溶液をコレクタへ向けて噴出させてファイバを形成し、ファイバを捕集することにより不織布を形成する不織布製造方法において、ファイバを捕集することによって形成されたファイバ集合体を加熱する加熱工程を備え、加熱工程では、ファイバの融解温度の90%の温度に到達してから融解温度に到達するまでの加熱所要時間を少なくとも15秒としている。 Further, in order to achieve the above object, the nonwoven fabric manufacturing method of the present invention forms fibers by ejecting a solution in which a fiber material is dissolved in a solvent toward a collector, and collects the fibers to form the nonwoven fabric. The nonwoven fabric manufacturing method includes a heating step of heating the fiber assembly formed by collecting the fibers, and in the heating step, the fiber reaches 90% of the melting temperature and then reaches the melting temperature. The time required for heating is at least 15 seconds.
加熱工程では、融解温度に到達した後に冷却を行い、
冷却では、融解温度から融解温度の90%の温度に到達するまでの冷却所要時間を少なくとも15秒とすることが好ましい。In the heating step, cooling is performed after reaching the melting temperature,
The cooling preferably takes at least 15 seconds from the melting temperature to reach 90% of the melting temperature.
加熱工程では、加熱後のファイバ集合体の厚みが加熱前のファイバ集合体の厚みの少なくとも50%の厚みに維持されることが好ましい。 In the heating step, the thickness of the fiber assembly after heating is preferably maintained at least 50% of the thickness of the fiber assembly before heating.
加熱工程では、ファイバ集合体の厚み方向とは垂直な方向で対向するファイバ集合体の一方の側縁部と他方の側縁部とを、少なくとも一定間隔離間させて保持することが好ましい。 In the heating step, it is preferable that one side edge and the other side edge of the fiber assembly facing each other in the direction perpendicular to the thickness direction of the fiber assembly are separated from each other by at least a certain distance and held.
加熱工程では、一方の側縁部と他方の側縁部との間隔を加熱前よりも拡張させることが好ましい。 In the heating step, it is preferable to widen the distance between one side edge and the other side edge before heating.
溶液とコレクタとの間に電圧を印加してファイバを噴出させることが好ましい。 Preferably, a voltage is applied between the solution and the collector to eject the fiber.
本発明によれば、ファイバの配向度を向上させた不織布を得られる。 According to the present invention, a nonwoven fabric with improved fiber orientation can be obtained.
図1に示す本実施形態の不織布10は、ファイバ11で形成されている。ファイバ11同士は絡み合っており、厚み方向で重なる部分、及び/または、不織布10の面方向(XY平面内)において接している部分(接点)がある。接点には、ファイバ11同士が接着しているものと非接着のものとが存在する。不織布10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。
The
なお、図1には、図の煩雑化を避けるために不織布10の厚み方向において一方の表面(以下、第1表面)10A側の一部のみを描いてある。したがって、不織布10は、厚み方向の下側に、さらに多数のファイバ11が重なった構造となっている。また、図1では、第1表面10AをXY平面に沿った状態に描いており、XY平面に直交するZ軸を不織布10の厚み方向としている。
In addition, in FIG. 1, in order to avoid complication of the drawing, only a part of one surface (hereinafter referred to as the first surface) 10A side in the thickness direction of the
ファイバ11は、線径D1が概ね一定に形成されている。線径D1の平均(以下、平均線径と称する)DF(単位はμm)は、0.10μm以上5.00μm以下の範囲内であることが好ましい。平均線径DFが0.10μm以上であることにより、0.10μm未満の場合と比べて、ファイバ片の脱離が抑制される。ファイバ片の脱離の抑制とは、不織布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不織布10としての優れた耐久性につながる。平均線径DFが5.00μm以下であることにより、5.00μmよりも大きい場合に比べて、不織布10は、含んでいる空気の体積割合(以下、空隙率と称する)が同じであっても、より柔らかくなる。また、平均線径DFが5.00μm以下であることにより、5.00μmよりも大きい場合に比べて、不織布10は柔らかさが同程度であっても、空隙率がより大きくなり、その結果、吸音材、断熱材として用いた場合の吸音性能、断熱性能が高くなり、また、フィルタに利用した場合のろ過処理量が高くなる。なお、平均線径DFは、0.15μm以上4.00μm以下の範囲内であることがより好ましく、0.20μm以上3.00μm以下の範囲内であることがさらに好ましい。平均線径DFは、走査型電子顕微鏡で撮影した画像から100本のファイバ11の線径を測定し、平均値を算出することにより求めることができる。
The
不織布10は、後述するように、ファイバ11を捕集したファイバ集合体60(図2参照)を、ファイバ11の融解温度Tmまで加熱する加熱工程22(図2参照)を経て形成されている。加熱工程22を経ることで、ファイバ集合体60から残留応力(捕集の際にファイバ11に蓄積された力であり、ファイバ11を湾曲させている力)が除去され、ファイバ11が直線化される(湾曲した状態からより直線に近づく(直線度が高まる))。そして、不織布10は、この加熱による直線化により、ファイバ11の配向度が1.1以上1.3以下となっている。
The
ファイバ11の配向度は、ファイバ11の配向性(長手方向の向きがどの程度揃っているか)を示す指標として機能し、配向度が小さいほどとファイバ11の向きが揃っておらず(配向性が弱く)、配向度が大きいほどファイバ11の向きが揃っている(配向性が強い)ことを示している。具体的には配向度が1.0である場合にはほぼ無配向であり、配向度が1.1以上で配向性を有し、配向度が1.2以上で強い配向性を有していることを示している。本発明では配向度が1.1以上1.3以下で効果を示し、1.15以上1.25以下が好ましく、1.2以上1.25以下がさらに好ましい。配向度は、一般に知られた画像解析ソフト(「http://psl.fp.a.u-tokyo.ac.jp/research02_04.html」参照)などを用いて算出できる。
The degree of orientation of the
このように、不織布10は、ファイバ11の配向度が高いので、これに伴ってファイバ11の線間角度の平均が180度に近い値となっている。ここで、線間角度の平均は、178度以上182度以下であることが好ましい。
As described above, the
線間角度は、不織布10に含まれるファイバ11のうちの1つである第1ファイバ11Aが他のファイバ11と接する接点のうち、隣り合う2つの接点12a、12bを結ぶ線分を第1線分12とし、不織布10に含まれるファイバ11のうちの1つである第2ファイバ11Bが他のファイバ11と接する接点のうち、隣り合う2つの接点13a、13bを結ぶ線分を第2線分13としたときに、第1線分12と第2線分13との角度(第1線分12に対する第2線分13の角度)を示している。不織布10には、前述した第1線分12に相当する線分、及び、第2線分13に相当する線分が多数存在し、当然ながら、第1線分12に相当する線分と第2線分13に相当する線分との組み合わせも多数存在する。線間角度の平均は、第1線分12に相当する線分と第2線分13に相当する線分との組み合わせのそれぞれについて線間角度を求め、このようにして求めた複数の線間角度の平均を算出することにより得られる。
The line-to-line angle is defined as a line segment that connects two adjacent points of
不織布10には、ファイバ11によって画定された空間領域としての空隙14が、空気が存在する部分として複数形成されている。複数の空隙14は、不織布10の厚み方向Zにおいて連通している場合には、不織布10の厚み方向Zに貫通した空孔を形成する。この空孔は、不織布10を例えばフィルタに利用した場合には、フィルタの孔として機能する。また、空隙14の中には、空孔を形成せずに、厚み方向で非貫通、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。
In the
そして、前述のように不織布10はファイバ11の配向度が高いので、これに伴って、空隙率も高くなっている。ここで、空隙率は90%以上(すなわち、少なくとも90%)であることが好ましい。また、空隙率は99%まで高くすることが可能であることから、空隙率は90~99%がさらに好ましく、90~95%が特に好ましい。このように空隙率を高くすること、すなわち、内部に多量の空気を含ませることで用途に広がりをもたせることができる。例えば、90%未満の空隙率である場合に比べて優れた吸音性能及び断熱性能を示すから、吸音材及び断熱材として利用できる。また、90%未満の空隙率である場合に比べて、フィルタにした場合には大きなろ過処理性能を示す。ろ過処理性能とは、単位時間あたりの処理量、及び/または、目詰まりが抑制された状態の持続性などを意味する。
Since the
空隙率(単位は%)は、不織布10の秤量をW(単位はg/m2)とし、厚みをH(単位はmm)とし、ファイバ11の比重をρ1(単位はkg/m3)とするときに、[1-{(W/1000)/(H/1000)}/ρ1]×100で求めることができる。秤量Wは、不織布10を5cm×5cmに切り出し、質量を電子天秤(メトラー・トレド株式会社製)で測定し、その測定値を1m2あたりに換算した値を用いる。厚みHは、本例では、非接触レーザー変位計(キーエンス株式会社製LK-H025)で測定している。The porosity (unit: %) is defined by setting W (unit: g/m 2 ) as the weight of the
空隙14の孔径の平均(以下、平均孔径DA)は、5.0μm以上(すなわち、少なくとも5.0μm)であることが好ましい。なお、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 of the voids 14 (hereinafter referred to as average pore diameter DA) is preferably 5.0 μm or more (that is, at least 5.0 μm). Incidentally, 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
なお、不織布10は、平均孔径DAが5.0μm以上であることに加え、前述した平均線径DFが1.0μm以上(すなわち、少なくとも1.0μm)であることが好ましい。このように、平均孔径DAが5.0μm以上であり、かつ、平均線径DFが1.0μm以上とすることで、1.0μm未満の平均線径である場合に比べて、フィルタにした場合には流体の圧力に対して変形を抑制し、安定したろ過処理性能を示すので、不織布10をバイオフィルタとして用いる場合に特に好適となる。
The
ファイバ11は、樹脂(ポリマー)から形成される(ファイバ11の素材(ファイバ材)はポリマーである)。具体的には、セルロース系ポリマー、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン(PE)、エラストマ、ポリプロピレンポリ乳酸、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)、ゼラチン、ポリイミド、PEEK、液晶性ポリマー(LCP)、フッ素系樹脂などが挙げられる。セルロース系ポリマーを素材とする場合、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。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(CAP)、セルローストリアセテート(TAC)のいずれかであることが好ましい。なお、このようなファイバ11の素材となるポリマーは、溶媒に溶解することにより溶液にできるポリマーであることが好ましく、有機溶媒に溶解することにより溶液にできるポリマーであることがより好ましい。
The
以上のように、不織布10は、ファイバ集合体60を加熱してファイバ11を直線化しているので、ファイバ11の配向度が高く(1.1以上1.3以下)、線間角度も揃っている(180度に近い)。また、ファイバ11の配向度が高いことに伴って、空隙率も高い。これにより、各種の用途において好適な性能を発揮することができる。
As described above, in the
不織布10は、例えば、図2に示す不織布製造設備20により製造することができる。不織布製造設備20は、ファイバ集合体製造工程21と、加熱工程22とから構成される。ファイバ集合体製造工程21は、電界紡糸法を用いてファイバ11の形成及びファイバ集合体60の製造をするためのものである。
The
ファイバ集合体製造工程21は、溶液調製部23とファイバ集合体製造部24とを備える。溶液調製部23は、ファイバ11を形成する溶液23aを調製するためのものである。溶液調製部23は、ファイバ11の素材(ファイバ材)を、溶媒に溶解することにより、溶液23aを調製する。
The fiber
ファイバ集合体製造部24は、ノズルユニット25と、集積部26と、電源27とを備える。ノズルユニット25は、後述する支持体30の幅方向(図と垂直な方向)に長く形成されており、長手方向(すなわち、支持体30の幅方向)に沿って複数のノズル25aが並べて配されている。各ノズル25aには、溶液調製部23によって調製された溶液23aが供給され、溶液23aは、各ノズル25aから集積部26へ向けて吐出される。
The fiber
集積部26は、コレクタ52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27から吐出された溶液23aを誘引し、形成されたファイバ11を捕集してファイバ集合体60を得るためのものであり、本実施形態では、ファイバ11を後述の支持体30上に捕集する。コレクタ52は、金属製の帯状物で環状に形成された無端ベルトで構成され、ローラ61、62に張り渡され、ローラ61、62の回転に伴って循環移動する。
The stacking
コレクタ52とノズルユニット25(ノズル25a)との間には電源27により電圧が印加される。これにより、コレクタ52とノズル25aとのうち一方がプラス(+)に帯電し、他方がマイナス(-)に帯電する。こうすることで、溶液23aがコレクタ52側へ誘引され、ノズル25aからコレクタ52へ向けて噴出される。なお、コレクタ52は、電源27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。
A voltage is applied by a power supply 27 between the
支持体供給部57は、例えば、帯状のアルミニウムシートからなる支持体30をコレクタ52に供給する。支持体30は、コレクタ52の移動に伴って移動し、ノズルユニット25の下方を通過する。この間に、ノズル25aから噴出したファイバ11が支持体30上に順次捕集されて帯状のファイバ集合体60が形成される。この後、ファイバ集合体60から支持体30が剥がされ、支持体30は、支持体巻取部58に巻き取られる。他方、ファイバ集合体60は、加熱工程22へと搬送される。なお、支持体30を介さずにファイバ11を捕集する構成(支持体30を介さずにコレクタ52上に直接ファイバ集合体60が形成される構成)としてもよい。また、本例では、電界紡糸法によりファイバ11(ファイバ集合体60)を形成する例で説明をしたが、溶解紡糸法(ノズル25aからの溶液23aが電位差によらず例えば自重によりコレクタ52に垂れることによりファイバ11を形成する方法)によりファイバ11(ファイバ集合体60)を形成してもよい。
The
加熱工程22は、テンタ70と、加熱室71とを備えている。テンタ70は、ファイバ集合体60の幅方向両側部を支持する支持部材70aを備え、支持部材70aによりファイバ集合体60の両側部を支持しながら搬送し、加熱室71を通過させる。なお、支持部材70aは、開閉自在のクリップによりファイバ集合体60を把持するタイプのものでもよいし、針状の部材をファイバ集合体60に刺してファイバ集合体60を支持するタイプのものでもよい。
The
加熱室71は、ヒータ72を備えており、ヒータ72によりファイバ集合体60を加熱し、融解温度Tmまで到達させる。なお、ファイバ集合体60の加熱方法は自由に設定できるので、例えば、ヒータ72からの熱を直接ファイバ集合体60に当てることによりファイバ集合体60を加熱してもよいし、ヒータ72からの熱を送風機によりファイバ集合体60へ向けて送風、すなわち、熱風を当ててファイバ集合体60を加熱してもよい。この加熱により、ファイバ集合体60が軟化・収縮して、不織布10となる(不織布10が製造される)。また、この加熱により、ファイバ集合体60から残留応力が除去され、ファイバ11が直線化される。そして、ファイバ11の直線化に伴って、ファイバ11の配向度が向上する。
The
しかし、加熱工程22における温度履歴(温度と時間との関係)によっては、良好な不織布を製造できない場合がある。例えば、短時間で融解温度Tmまで到達させてしまった場合には、残留応力が除去しきれずに配向度を十分に向上できない。このため、加熱工程22では、ファイバ11の融解温度Tmの90%(融解温度Tmが100℃である場合は、90℃)に到達してから融解温度Tmに到達するまでの加熱所要時間(以下、加熱時間と称する場合がある)が15秒以上(すなわち、少なくとも15秒)、500秒以下となるように、ファイバ集合体60を加熱している。加熱所要時間は15秒~180秒が好ましい。こうすることで、フイルム化(ファイバ11が融解して孔(空隙)が塞がってしまう現象)を抑制しつつ確実に残留応力を除去して配向度を十分に向上させること、具体的には、配向度を1.1以上1.3以下とすることが可能となる。
However, depending on the temperature history (relationship between temperature and time) in the
なお、加熱工程22において、ファイバ集合体60がファイバ11の融解温度Tmに到達した後は冷却(自然冷却であっても強制冷却であってもよい)することが好ましい。また、冷却においては、ファイバ11の融解温度Tmから融解温度Tmの90%に到達するまでの冷却所要時間(以下、冷却時間と称す場合がある)が15秒以上(すなわち、少なくとも15秒)500秒以下であることが好ましい。冷却所要時間は15秒~180秒がより好ましく、15秒~60秒がさらに好ましい。こうすることでより生産性を維持しつつ、確実に残留応力を除去できる。
In the
一方、上述のように加熱時間及び/または冷却時間が長すぎると、すなわち、融解温度Tmの90%以上としている時間が長すぎると、ファイバ集合体60がフイルム化してしまうといった問題がある。このため、加熱工程22においては、加熱後のファイバ集合体60(不織布10)の厚みが加熱前のファイバ集合体60の厚みの50%以上(すなわち、少なくとも50%)の厚みに維持されること、より好ましくは80%以上の厚みに維持されることが好ましい。換言すると、50%以上、より好ましくは80%以上の厚みを維持可能な程度の加熱にとどめておくことが好ましい。こうすることで、ファイバ集合体60がフイルム化してしまうことを防止できる。
On the other hand, if the heating time and/or the cooling time is too long as described above, that is, if the time at 90% or more of the melting temperature Tm is too long, there is a problem that the
ここで、本例の加熱工程22では、ファイバ集合体60の一側部を支持する支持部材70aと、ファイバ集合体60の他側部を支持する支持部材70aとの間隔を一定間隔に保つことで、ファイバ集合体60が幅方向に収縮しないようにしている。また、本例の加熱工程22では、ファイバ集合体60の搬送テンション(ファイバ集合体60を搬送方向に牽引する力)を制御することにより、ファイバ集合体60が搬送方向に収縮しないようにしている。すなわち、本例の加熱工程22では、ファイバ集合体60の幅及び長さは変わらずに厚みだけが変化する(薄くなる)。なお、前述のように、厚みが減少するほどフイルム化も進行してしまうため、厚みの減少は小さいほど好ましい。具体的には、前述のように、加熱後のファイバ集合体60(不織布10)の厚みが加熱前のファイバ集合体60の厚みの50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。さらには、加熱後のファイバ集合体60(不織布10)の厚みが加熱前のファイバ集合体60の厚みの80~95%であることが好ましく、90~95%であることがより好ましい。
Here, in the
なお、加熱工程22で加熱している間に、ファイバ集合体60の一側部を支持する支持部材70aと、ファイバ集合体60の他側部を支持する支持部材70aとの間隔を拡張し、ファイバ集合体60を拡幅させてもよい。このようにファイバ集合体60を加熱しながら拡幅することにより、幅方向についてファイバ11の直線性をより確実に高めることができる。また、孔径を調整すること(所望の孔径となるように孔径を大きくすること)も可能である。このように、拡幅を行う場合、拡幅前のファイバ集合体60の幅の50%以下の範囲で拡幅を行うことが好ましい。こうすることで不織布のやぶれを抑制できる。
During heating in the
以下、本発明の効果を検証した検証結果について説明する。検証では、図2に示す不織布製造設備20を用い、ファイバの素材、加熱工程における温度履歴などを異ならせて14種類の不織布を製造した。そして、製造の過程で、本発明の要件を満たす温度履歴で加熱、すなわち、融解温度Tmの90%から融解温度Tmに達するまでの加熱時間を15秒以上としたものを実施例(実施例1~12)とし、これ以外の温度履歴で加熱を行ったものを比較例(比較例1)とした(表1、表2参照)。
Verification results of verifying the effects of the present invention will be described below. In the verification, 14 types of nonwoven fabrics were manufactured using the nonwoven
表1に、実施例1~12並びに比較例1における不織布の製造条件を示す。なお、表1において、「厚み変化」は、加熱前の厚みに対する加熱後の厚みの割合を記している。また、「到達温度」は、融解温度Tmまで到達させた場合は「Tm」、融解温度Tmを超える温度まで到達させた場合は「Tm以上」、融解温度Tmまで到達させていない場合は「Tm未満」と記している。さらに、「加熱時間」は、融解温度Tmの90%から融解温度Tmに達するまでの加熱所要時間を示している。また、「冷却時間」は、融解温度Tmから融解温度Tmの90%に達するまでの冷却所要時間を示している。さらに、「延伸」は、テンタ70でファイバ集合体60の拡幅を行った場合は「あり」、拡幅を行わなかった場合は「なし」と記している。
Table 1 shows the manufacturing conditions of nonwoven fabrics in Examples 1 to 12 and Comparative Example 1. In addition, in Table 1, "thickness change" describes the ratio of the thickness after heating to the thickness before heating. In addition, the “reaching temperature” is “Tm” when reaching the melting temperature Tm, “Tm or more” when reaching a temperature exceeding the melting temperature Tm, and “Tm less than ”. Furthermore, "heating time" indicates the time required for heating from 90% of the melting temperature Tm to reaching the melting temperature Tm. "Cooling time" indicates the time required for cooling from the melting temperature Tm to reach 90% of the melting temperature Tm. Further, "stretching" is indicated as "yes" when the width of the
表2に、表1の製造条件で製造された実施例1~12並びに比較例1の不織布を検証した検証結果を示す。なお、表2において、「平均線径」、「平均孔径」、「配向度」、及び、「線間角度」については、製造された不織布から実際の値を算出することにより得た値を記している。また、「孔径分布の均一性」、「フィルタの分離性能」、「生体適合性」、「強度」、及び、「加工適正」については、製品として良好である場合は「A」、概ね良好である場合は「B」、問題のないレベルである場合は「C」、問題があるが小さな問題である場合は「D」、大きな問題がある場合は「E」と記している。 Table 2 shows the verification results of the nonwoven fabrics of Examples 1 to 12 and Comparative Example 1 manufactured under the manufacturing conditions in Table 1. In Table 2, for "average wire diameter", "average pore diameter", "degree of orientation", and "angle between wires", values obtained by calculating actual values from the manufactured nonwoven fabric are shown. ing. Regarding "uniformity of pore size distribution", "separation performance of filter", "biocompatibility", "strength", and "suitability for processing", "A" is given when the product is good, and generally good. "B" if there is a problem, "C" if there is no problem, "D" if there is a problem but a minor problem, and "E" if there is a major problem.
表2に示すように、検証により、加熱工程22において、融解温度Tmの90%以上としている時間を長くとる(加熱時間及び冷却時間をともに15秒以上とする)ことにより、配向度が高く、かつ、線間角度が揃う(180度に近づく)ことが判った。また、加熱工程22において、融解温度Tm以上に加熱することにより、配向度が高く、かつ、線間角度が揃うことが判った。さらに、厚み変化を50%以上とすることにより、平均孔径DAを大きくできる(フイルム化を防止できる)ことが判った。また、延伸を行う(ファイバ集合体60を拡幅させる)ことで、平均孔径DAを大きくできることが判った。
As shown in Table 2, by verification, in the
10 不織布
10A 第1表面
11 ファイバ
11A 第1ファイバ
11B 第2ファイバ
12 第1線分
12a、12b 接点
13 第2線分
13a、13b 接点
14 空隙
20 不織布製造設備
21 ファイバ集合体製造工程
22 加熱工程
23 溶液調製部
23a 溶液
24 ファイバ集合体製造部
25 ノズルユニット
25a ノズル
26 集積部
27 電源
30 支持体
52 コレクタ
57 支持体供給部
58 支持体巻取部
60 ファイバ集合体
61、62 ローラ
70 テンタ
70a 支持部材
71 加熱室
72 ヒータ
D1 線径
DF 平均線径
DA 平均孔径
Tm 融解温度REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記ファイバを捕集することによって形成されたファイバ集合体を加熱する加熱工程を備え、
前記加熱工程では、前記ファイバの融解温度の90%の温度に到達してから前記融解温度に到達するまでの加熱所要時間を少なくとも15秒とした不織布製造方法。 In a method for manufacturing a nonwoven fabric, the nonwoven fabric is formed by ejecting a solution in which a fiber material is dissolved in a solvent toward a collector to form fibers, and collecting the fibers,
A heating step of heating the fiber assembly formed by collecting the fibers,
In the heating step, the time required for heating from reaching 90% of the melting temperature of the fiber to reaching the melting temperature is at least 15 seconds.
前記冷却では、前記融解温度から前記融解温度の90%の温度に到達するまでの冷却所要時間を少なくとも15秒とした請求項1記載の不織布製造方法。 In the heating step, cooling is performed after reaching the melting temperature,
2. The method of manufacturing a nonwoven fabric according to claim 1 , wherein the cooling takes at least 15 seconds from the melting temperature to 90% of the melting temperature.
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