JP2010185154A - Extra fine fiber non-woven fabric - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は極細の繊維から構成される不織布に関し、特に繊維径が小さく、固体粒子や液体粒子を含む塵埃を除去するエアフィルタ用途などに適した極細繊維不織布に関する。 The present invention relates to a nonwoven fabric composed of ultrafine fibers, and more particularly to an ultrafine fiber nonwoven fabric that has a small fiber diameter and is suitable for air filter applications that remove dust containing solid particles and liquid particles.
従来より、不織布は構成繊維、繊維ウエブの形成方法、或いは繊維ウエブの結合方法等を適宜組み合わせることにより、各種機能を付与できるため、各種用途に適用されている。また、不織布を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、できる限り小さい繊維径を有する繊維からなる不織布が要望されている。 Conventionally, non-woven fabrics have been applied to various applications because various functions can be imparted by appropriately combining constituent fibers, fiber web forming methods, fiber web bonding methods, and the like. In addition, if the fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric is small, it has excellent performance such as separation performance, liquid retention performance, wiping performance, concealment performance, insulation performance, or flexibility. There is a demand for a nonwoven fabric made of fibers.
このような不織布の製造方法として、紡糸溶液をノズルから吐出するとともに、吐出した紡糸溶液に電界を作用させて紡糸溶液を延伸し、繊維径が極めて小さい繊維とした後に捕集して繊維集合体とする、いわゆる静電紡糸法が知られている。 As a method for producing such a nonwoven fabric, the spinning solution is ejected from a nozzle, and an electric field is applied to the ejected spinning solution to stretch the spinning solution to obtain fibers with extremely small fiber diameters. The so-called electrospinning method is known.
しかし、この静電紡糸法により製造された不織布は機械的強度が比較的弱いため、繊維径の大きい繊維ウエブと積層することによって、機械的強度を向上させた上で、濾過性能などの機能を安定して発揮させることが検討されており、具体的には、繊維径の大きい繊維ウエブ上に静電紡糸法により紡糸した超極細の繊維を直接集積して不織布を形成することが検討されている。 However, since the nonwoven fabric produced by this electrospinning method has a relatively weak mechanical strength, the mechanical strength is improved by laminating with a fiber web having a large fiber diameter, and functions such as filtration performance are improved. It has been studied to exhibit it stably. Specifically, it has been studied to directly accumulate ultra-fine fibers spun by an electrostatic spinning method on a fiber web having a large fiber diameter to form a nonwoven fabric. Yes.
このようにして形成される不織布としては、特許文献１に開示される本出願人による繊維集合体の製造方法「紡糸原液を紡糸空間へ供給し、この供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸した繊維を、不織布、織物、フィルム、メッシュなどの基材シート上に集積して繊維集合体を製造する方法であって、前記基材シート上に繊維を集積させる際に、前記基材シートの紡糸原液の供給側と反対面にイオンを照射することを特徴とする、繊維集合体の製造方法。」によって製造される繊維集合体を一例として挙げることができる。 As a nonwoven fabric formed in this way, the manufacturing method of a fiber assembly by the present applicant disclosed in Patent Document 1 “Supplying the spinning stock solution to the spinning space, and applying an electric field to the supplied spinning stock solution and drawing Is a method for producing a fiber assembly by collecting fibers on a base material sheet such as a nonwoven fabric, a woven fabric, a film, and a mesh, and when the fibers are integrated on the base material sheet, As an example, a fiber assembly produced by “a method for producing a fiber assembly, characterized by irradiating ions on a surface opposite to the supply side of the spinning dope”.
しかし、この静電紡糸法のような紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維が繊維径の大きい繊維ウエブ上に積層された不織布にあっては、当該超極細の繊維層を構成する繊維同士の繊維間距離が非常に小さいものであり、また構成繊維によって囲まれてできる孔径も非常に小さなものであるため、例えばこの不織布をエアフィルタとして用いた場合、この超極細の繊維層が空気中の塵埃によって急速に目詰まりを起こしてしまい、濾過寿命が短くなってしまうという問題があった。また、空気中の塵埃が液体粒子を含む場合には、超極細の繊維間を液体粒子が埋めてしまい、いわゆる膜を張ったような状態になることから、この問題はさらに深刻であった。このように、超極細の繊維が繊維径の大きい繊維ウエブ上に積層された不織布では、超極細の繊維が有している機能性が十分に生かされないという問題があった。 However, in the case of a nonwoven fabric in which ultrafine fibers formed by discharging a spinning solution such as this electrostatic spinning method are laminated on a fiber web having a large fiber diameter, the fibers constituting the ultrafine fiber layer The distance between the fibers is very small, and the pore diameter surrounded by the constituent fibers is also very small. For example, when this non-woven fabric is used as an air filter, the ultrafine fiber layer is air. There was a problem that the clogging was rapidly caused by the dust inside, and the filtration life was shortened. In addition, when the dust in the air contains liquid particles, the liquid particles are filled between the ultrafine fibers, and a so-called film is stretched, so this problem is more serious. As described above, the nonwoven fabric in which the ultrafine fibers are laminated on the fiber web having a large fiber diameter has a problem that the functionality of the ultrafine fibers cannot be fully utilized.
また、紡糸溶液の吐出により超極細の繊維を形成するにあたり、静電紡糸法を用いた場合、高電圧を利用する必要があり、このため装置の構成が複雑になり、また安全性の確保にも難しい技術が要求されるという問題があった。そこで、高電圧を用いない手段により、実用性のある機械的強度を備えると共に、紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維の機能性が十分に発揮される不織布が求められていた。 In addition, when forming an ultrafine fiber by discharging the spinning solution, it is necessary to use a high voltage when using the electrostatic spinning method, which complicates the configuration of the apparatus and ensures safety. However, there was a problem that difficult technology was required. Therefore, there has been a demand for a non-woven fabric that has practical mechanical strength by means that do not use high voltage, and that fully exhibits the functionality of ultrafine fibers formed by discharging a spinning solution.
本発明は、上記問題を解決して、高電圧を用いない手段により、実用性のある機械的強度を備えると共に、紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維の機能性が十分に発揮される不織布を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, provides practical mechanical strength by means not using a high voltage, and sufficiently exhibits the functionality of ultra-fine fibers formed by discharging a spinning solution. It is an object to provide a non-woven fabric.
上記課題を解決するための手段は、請求項１に係る発明では、紡糸溶液を吐出できる液吐出部と、ガスを吐出できるガス吐出部とを有する溶液紡糸手段（以下、溶液紡糸装置と称することがある。）を用いて、前記液吐出部から紡糸溶液を吐出して繊維化する紡糸方法（以下、溶液吐出紡糸又は溶液吐出紡糸法と称することがある。）により形成された溶液吐出繊維とメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維とが混在しており、且つ繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維と繊維径２〜２５μｍの極細繊維とが混在しており、前記超極細繊維は主として溶液吐出繊維からなり、前記極細繊維は主としてメルトブロー繊維からなることを特徴とする極細繊維不織布である。この極細繊維不織布によって、高電圧を用いない手段により、実用性のある機械的強度を備えると共に、紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維の機能性が十分に発揮される不織布を提供することが可能となる。 In the invention according to claim 1, the means for solving the above problem is a solution spinning means (hereinafter referred to as a solution spinning apparatus) having a liquid discharge portion capable of discharging a spinning solution and a gas discharge portion capable of discharging a gas. A solution discharge fiber formed by a spinning method (hereinafter, also referred to as a solution discharge spinning or a solution discharge spinning method) in which a spinning solution is discharged from the liquid discharge portion to form a fiber. Melt blow fibers formed by the melt blow method are mixed, and ultra fine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm and ultra fine fibers having a fiber diameter of 2 to 25 μm are mixed. It is an ultrafine fiber nonwoven fabric characterized in that it is made of discharged fibers, and the ultrafine fibers are mainly made of meltblown fibers. This ultrafine fiber nonwoven fabric provides a nonwoven fabric that has practical mechanical strength by means that do not use a high voltage and that fully exhibits the functionality of ultrafine fibers formed by discharging a spinning solution. It becomes possible.
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の極細繊維不織布からなることを特徴とする濾材であり、溶液吐出紡糸法により形成された超極細の繊維層と、メルトブロー法による極細の繊維層とが積層された従来の不織布と比較して、濾過効率は維持したまま、濾過寿命の長い濾材を得ることができる。
The invention according to
本発明によって、高電圧を用いない手段により、実用性のある機械的強度を備えると共に、紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維の機能性が十分に発揮される不織布を提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a non-woven fabric that has a practical mechanical strength by means not using a high voltage and that can sufficiently exhibit the functionality of ultra-fine fibers formed by discharging a spinning solution. It has become possible.
以下、本発明に係る極細繊維不織布の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the ultrafine fiber nonwoven fabric according to the present invention will be described in detail.
本発明の極細繊維不織布は、紡糸溶液を吐出できる液吐出部と、ガスを吐出できるガス吐出部とを有する溶液紡糸手段を用いて、前記液吐出部から紡糸溶液を吐出して繊維化する紡糸方法により形成された溶液吐出繊維とメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維とが混在している。ここで、溶液吐出繊維とは、図６に例示するような、紡糸溶液を吐出できる液吐出部（Ｅｌ）と、ガスを吐出できるガス吐出部（Ｅｇ）とを有する溶液紡糸手段５０を用いて、前記液吐出部（Ｅｌ）から紡糸溶液を吐出して繊維化する紡糸方法により形成される繊維である。このような溶液紡糸手段としては、図６に例示する溶液紡糸手段５０以外にも、図７に例示する溶液紡糸手段５１や図８に例示する溶液紡糸手段５２を適用することができる。 The ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention uses a solution spinning means having a liquid discharge part capable of discharging a spinning solution and a gas discharge part capable of discharging a gas, and spinning the fiber by discharging the spinning solution from the liquid discharge part. The solution discharge fiber formed by the method and the melt blown fiber formed by the melt blow method are mixed. Here, the solution discharge fiber uses a solution spinning means 50 having a liquid discharge portion (El) capable of discharging a spinning solution and a gas discharge portion (Eg) capable of discharging a gas, as illustrated in FIG. , Fibers formed by a spinning method in which a spinning solution is discharged from the liquid discharge portion (El) to form a fiber. As such a solution spinning means, in addition to the solution spinning means 50 illustrated in FIG. 6, the solution spinning means 51 illustrated in FIG. 7 and the solution spinning means 52 illustrated in FIG. 8 can be applied.
図７の溶液紡糸手段５１は、特許文献２に示されており、この特許文献２によれば、「圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する装置（溶液紡糸手段５１）は、平行な間隔を設けた第１（１１２）、第２（１２２）及び第３（１３２）部材を含み、各々は、供給端部（１１４，１２４，１３４）及び対向出口端部（１１６，１２６，１３６）を有する。第２部材（１２２）は第１部材（１１２）に隣接する。第２部材（１２２）の出口端部（１２６）は、第１部材（１１２）の出口端部（１１６）を越えて延びる。第１（１１２）及び第２（１２２）部材は、第１供給スリット（１１８）を画成する。第３部材（１３２）は、第１部材（１１２）の第２部材（１２２）から反対側で第１部材（１１２）に隣接して位置する。第１（１１２）及び第３（１３２）部材は第１ガススリット（１３８）を画成し、第１（１１２）、第２（１２２）及び第３（１３２）部材の出口端部（１１６，１２６，１３６）はガスジェット空間（１２０）を画成する。」ことが提案されている。この装置は高電圧を印加する必要がないという利点がある。しかしながら、この装置においては平板状の第１、第２及び第３部材を平行に設けていることから、シート状の紡糸溶液に対して圧縮ガスを作用させることになり、繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものとなり、繊維形状にできたとしても太い繊維しか形成できないという課題を含んでいる点で、図６の溶液紡糸手段の方が優れていると考えられる。
The solution spinning means 51 of FIG. 7 is disclosed in
また、図８の溶液紡糸手段５２は、特許文献３に示されており、この特許文献３によれば、「センターチューブ、センターチューブに同心状かつ離間して位置する第１供給チューブ、第１供給チューブに同心状かつ離間して位置する中間ガスチューブ、中間ガスチューブに同心状かつ離間して位置する第２供給チューブを備え、センターチューブと第１供給チューブは第１環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第１供給チューブは第２環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第２供給チューブは第３環状コラムを形成し、第１ガスジェット空間がセンターチューブと第１供給チューブの下流側端部に形成され、第２ガスジェット空間が中間ガスチューブと第２供給チューブの下流側端部に形成されるように位置している、圧縮ガスを用いるナノファイバー製造装置。」が提案されている。この製造装置も高電圧を印加する必要がないという利点がある。しかしながら、この装置においても、環状に吐出された紡糸溶液に対してガスジェットを作用させるため、繊維形状になりにくく、液滴を多く含むという課題を有する点で、図６の溶液紡糸手段の方が優れていると考えられる。 Further, the solution spinning means 52 of FIG. 8 is shown in Patent Document 3, and according to this Patent Document 3, “center tube, first supply tube concentrically and spaced apart from the center tube, first An intermediate gas tube located concentrically and spaced apart from the supply tube; a second supply tube located concentrically and spaced apart from the intermediate gas tube; the center tube and the first supply tube forming a first annular column; The intermediate gas tube and the first supply tube form a second annular column, the intermediate gas tube and the second supply tube form a third annular column, and the first gas jet space is downstream of the center tube and the first supply tube. Compressed gas, which is formed at the end and positioned so that the second gas jet space is formed at the downstream end of the intermediate gas tube and the second supply tube. Nano-fiber manufacturing equipment. "Has been proposed that. This manufacturing apparatus also has an advantage that it is not necessary to apply a high voltage. However, even in this apparatus, since the gas jet acts on the spinning solution discharged in an annular shape, the solution spinning means of FIG. 6 has a problem that it is difficult to form a fiber shape and contains many droplets. Is considered excellent.
前記溶液吐出繊維を構成する樹脂は、前記溶液紡糸手段を用いて繊維化する紡糸方法により形成できる樹脂である限り、特に限定されるものではなく、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン１２、ナイロン−４，６などのナイロン系、アラミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、セルロース、酢酸セルロース、酢酸セルロースブチレート、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル、ポリ（ビス−（２−（２−メトキシ−エトキシエトキシ））ホスファゼン）（ｐｏｌｙ（ｂｉｓ−（２−（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ））ｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅ）；ＭＥＥＰ）、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリこはく酸エチレン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ））、ポリアニリン、ポリエチレンサルファイド、ポリオキシメチレン−オリゴ−オキシエチレン（ｐｏｌｙ（ｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｏｌｉｇｏ−ｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ））、ＳＢＳ共重合体、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキサイド、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリＤ，Ｌ−乳酸−グリコール酸共重合体、ポリアリレート、ポリプロピレンフマラート（ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｆｕｍａｌａｔｅｓ））、ポリカプロラクトンなどの生分解性高分子、ポリペプチド、タンパク質などのバイオポリマー、コールタールピッチ、石油ピッチなどのピッチ系などから構成することができる。なお、これら樹脂の共重合体又は混合物であることも可能である。また、これらの樹脂に種々の機能を発揮させるための添加剤を混合することも可能である。
The resin that constitutes the solution discharge fiber is not particularly limited as long as it is a resin that can be formed by a spinning method that uses the solution spinning means, and examples thereof include polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinylidene fluoride. -Hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile (PAN), polyacrylonitrile-methacrylate copolymer, polymethacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride-acrylate copolymer, polycarbonate, polystyrene, polyethylene, Nylon such as polypropylene,
前記溶液吐出繊維の繊維長は特に限定するものではないが、溶液吐出紡糸手段を用いて繊維化する紡糸方法により超極細の繊維を形成した場合、一般的に連続繊維である。このように超極細の繊維が連続繊維であると、極細繊維不織布製造時及び／又は使用時に超極細の繊維が脱落しにくいため好適である。なお、前記溶液紡糸手段による紡糸時に、間欠的に紡糸溶液を吐出するなどの方法により、非連続繊維であることも可能である。 The fiber length of the solution discharge fiber is not particularly limited, but when an ultrafine fiber is formed by a spinning method using a solution discharge spinning means, it is generally a continuous fiber. As described above, it is preferable that the ultrafine fibers are continuous fibers because the ultrafine fibers are difficult to drop off during the production and / or use of the ultrafine fiber nonwoven fabric. It should be noted that discontinuous fibers can be used by a method of intermittently discharging the spinning solution during spinning by the solution spinning means.
前記メルトブロー繊維は、メルトブロー法により形成された極細の繊維であり、この繊維を構成する樹脂はメルトブロー法によって紡糸できる樹脂である限り、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂など１種類以上からなることができる。これらの中でも、極細の繊維を製造しやすいポリオレフィン系樹脂を含んでいることが好ましく、ポリプロピレンを含んでいることがより好ましい。 The meltblown fiber is an ultrafine fiber formed by a meltblown method, and the resin constituting the fiber is not particularly limited as long as it is a resin that can be spun by the meltblown method, for example, polypropylene-based or polyethylene-based, etc. Polyolefin resins, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid and other polyester resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene, polyphenylene sulfide, fluorine resins, urethane resins and more Can be. Among these, it is preferable that the polyolefin resin which can manufacture an ultra fine fiber easily is included, and it is more preferable that polypropylene is included.
また、前記メルトブロー繊維を構成する樹脂成分は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に規定されるＭＦＲが１００（ｇ／１０分）以上であることが好ましく、ＭＦＲ５００（ｇ／１０分）以上であることがより好ましく、ＭＦＲ１０００（ｇ／１０分）以上であることが更に好ましい。ＭＦＲ１００（ｇ／１０分）以上であることにより、紡糸時の極細の繊維の劣化を防ぎ、糸切れによるショットの発生を少なくすることができる。つまり、より安定した極細の繊維を紡糸することが可能であり、ショットのより少ない不織布が得られるという利点がある。 The resin component constituting the meltblown fiber preferably has an MFR defined by JIS K7210 of 100 (g / 10 minutes) or more, more preferably MFR500 (g / 10 minutes) or more, and MFR1000. More preferably (g / 10 minutes) or more. By being MFR100 (g / 10 min) or more, it is possible to prevent deterioration of ultrafine fibers during spinning and to reduce the occurrence of shots due to yarn breakage. That is, there is an advantage that a more stable ultrafine fiber can be spun and a nonwoven fabric with fewer shots can be obtained.
また、前記メルトブロー繊維を構成する樹脂成分が、熱安定剤を含むことが好ましく、このような熱安定剤としては、特に限定されるものではないが、ヒンダードアミン系、含窒素ヒンダードフェノール系、金属塩ヒンダードフェノール系、フェノール系、硫黄系、燐系のなどの化合物があり、これらの内から選択される１種または２種以上の熱安定剤を用いることが好ましい。これらの熱安定剤の中でもヒンダードアミン系化合物が特に好ましい。前記熱安定剤の割合はメルトブロー繊維を構成する樹脂成分全体に対して、０．０１〜０．５質量％が好ましく、０．０３〜０．３質量％がより好ましく、０．０５〜０．２質量％が更に好ましい。熱安定剤の割合が０．０１質量％未満であるとその効果が十分に発揮されず、熱安定剤の割合が０．５質量％を超えると、極細の繊維の強度が低下する恐れがある。 Further, the resin component constituting the meltblown fiber preferably contains a heat stabilizer, and such a heat stabilizer is not particularly limited, but includes a hindered amine, a nitrogen-containing hindered phenol, a metal There are compounds such as salt hindered phenols, phenols, sulfurs, and phosphoruss, and it is preferable to use one or more thermal stabilizers selected from these. Among these heat stabilizers, hindered amine compounds are particularly preferable. The proportion of the heat stabilizer is preferably 0.01 to 0.5% by mass, more preferably 0.03 to 0.3% by mass, and more preferably 0.05 to 0.00% by mass with respect to the entire resin component constituting the meltblown fiber. 2% by mass is more preferable. If the proportion of the heat stabilizer is less than 0.01% by mass, the effect is not sufficiently exhibited, and if the proportion of the heat stabilizer exceeds 0.5% by mass, the strength of the ultrafine fibers may be reduced. .
前記ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、ポリ［｛（６−（１，１，３，３，−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）などがある。 Examples of the hindered amine compound include poly [{(6- (1,1,3,3, -tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} (2,2, 6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4 succinate -Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate, 2- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2, 2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) and the like.
本発明の極細繊維不織布は、繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維と繊維径２〜２５μｍの極細繊維とが混在している。また、前記超極細繊維は主として溶液吐出繊維からなり、前記極細繊維は主としてメルトブロー繊維からなる。ここで、主としてとは、繊維の比率が５０％以上であることを意味する。 In the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention, ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm and ultrafine fibers having a fiber diameter of 2 to 25 μm are mixed. The ultrafine fibers are mainly composed of solution discharge fibers, and the ultrafine fibers are mainly composed of melt blown fibers. Here, mainly means that the fiber ratio is 50% or more.
前記超極細繊維の繊維径は、０．００１〜１μｍであるが、０．０１〜０．７μｍであることが好ましく、０．０５〜０．５μｍであることがより好ましい。この超極細繊維は溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維から主として形成される繊維であり、メルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維を一部含むことも可能である。前記超極細繊維は溶液吐出繊維７０％以上から形成されていることが好ましく、９０％以上から形成されていることがより好ましく、１００％から形成されていることが更に好ましい。また、超極細繊維の繊維径が０．００１μｍ未満であると溶液吐出紡糸法によって超極細繊維の形成が困難になるという問題があり、超極細繊維の繊維径が１μｍを超えると超極細繊維として要求される機能を十分に果たせなくなるという問題がある。 The fiber diameter of the ultrafine fibers is 0.001 to 1 μm, preferably 0.01 to 0.7 μm, and more preferably 0.05 to 0.5 μm. The ultra-fine fibers are fibers mainly formed from solution discharge fibers formed by a solution discharge spinning method, and may partially include melt blown fibers formed by a melt blow method. The ultrafine fibers are preferably formed from 70% or more of solution discharge fibers, more preferably 90% or more, and further preferably 100%. Further, when the fiber diameter of the ultrafine fiber is less than 0.001 μm, there is a problem that it becomes difficult to form the ultrafine fiber by the solution discharge spinning method. When the fiber diameter of the ultrafine fiber exceeds 1 μm, the ultrafine fiber is obtained. There is a problem that the required functions cannot be performed sufficiently.
前記極細繊維の繊維径は２〜２５μｍであるが、４〜２０μｍであることが好ましく、５〜１５μｍであることがより好ましい。この極細繊維はメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維から主として形成される繊維であり、溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維を一部含むことも可能である。前記極細繊維はメルトブロー繊維７０％以上から形成されていることが好ましく、９０％以上から形成されていることがより好ましく、１００％から形成されていることが更に好ましい。また、極細繊維の繊維径が２μｍ未満であるとメルトブロー繊維の形成効率が悪くなるという問題があり、繊維径が２５μｍを超えると極細繊維として要求される機能を十分に果たせなくなるという問題がある。 Although the fiber diameter of the said ultrafine fiber is 2-25 micrometers, it is preferable that it is 4-20 micrometers, and it is more preferable that it is 5-15 micrometers. These ultrafine fibers are fibers mainly formed from meltblown fibers formed by the meltblown method, and may partially include solution ejected fibers formed by the solution discharge spinning method. The ultrafine fibers are preferably formed from 70% or more of meltblown fibers, more preferably 90% or more, and still more preferably 100%. Further, when the fiber diameter of the ultrafine fiber is less than 2 μm, there is a problem that the formation efficiency of the meltblown fiber is deteriorated, and when the fiber diameter exceeds 25 μm, there is a problem that the function required as the ultrafine fiber cannot be performed sufficiently.
なお、本発明の極細繊維不織布に含まれる繊維の「繊維径」は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真で確認することのできる繊維の直径を意味し、具体的には２００本の繊維の巾を計測して得ることができる。 The “fiber diameter” of the fibers contained in the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention means the diameter of the fiber that can be confirmed by an electron micrograph of the ultrafine fiber nonwoven fabric, specifically, the width of 200 fibers. It can be obtained by measuring.
また、前記超極細繊維の極細繊維不織布に占める割合は、１０〜８０％であることが好ましく、１５〜７０％であることがより好ましく、２０〜５０％であることが更に好ましい。１０％未満であると超極細繊維として要求される機能を十分に果たせなくなるという問題があり、８０％を超えると超極細繊維の繊維同士の繊維間距離が小さくなり過ぎるため、極細繊維を混合していることによって得られる性能が十分に発揮されないという問題がある。 Further, the ratio of the super extra fine fibers to the extra fine fiber nonwoven fabric is preferably 10 to 80%, more preferably 15 to 70%, and still more preferably 20 to 50%. If it is less than 10%, there is a problem that the function required as an ultrafine fiber cannot be sufficiently achieved. If it exceeds 80%, the distance between the fibers of the ultrafine fiber becomes too small. There is a problem that the performance obtained by this is not fully exhibited.
また、前記極細繊維の極細繊維不織布に占める割合は、９０〜２０％であることが好ましく、８５〜３０％であることがより好ましく、８０〜５０％であることが更に好ましい。９０％以上であるとその分超極細繊維の混合割合が低下して、超極細繊維として要求される機能を十分に果たせなくなるという問題があり、２０％未満であるとその分超極細繊維の混合割合が増加することとなり、超極細繊維の繊維同士の繊維間距離が小さくなり過ぎるため、極細繊維を混合していることによって得られる性能が十分に発揮されないという問題がある。 The proportion of the ultrafine fibers in the ultrafine fiber nonwoven fabric is preferably 90 to 20%, more preferably 85 to 30%, and still more preferably 80 to 50%. If it is 90% or more, there is a problem that the mixing ratio of the ultrafine fibers is reduced by that amount, and the function required as the ultrafine fibers cannot be performed sufficiently. The ratio increases, and the inter-fiber distance between the ultra-fine fibers becomes too small, so that there is a problem that the performance obtained by mixing the ultra-fine fibers is not sufficiently exhibited.
なお、本発明において、極細繊維不織布に占める超極細繊維の割合は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真で確認しえる２００本以上の繊維の総数に対する超極細繊維の数から計算される割合（％）で表すものとする。同様に、極細繊維不織布に占める極細繊維の割合は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真で確認しえる２００本以上の繊維の総数に対する極細繊維の数から計算される割合（％）で表すものとする。 In the present invention, the ratio of the ultrafine fibers to the ultrafine fiber nonwoven fabric is a ratio (%) calculated from the number of ultrafine fibers with respect to the total number of 200 or more fibers that can be confirmed by an electron micrograph of the ultrafine fiber nonwoven fabric. It shall be expressed as Similarly, the ratio of the ultrafine fiber to the ultrafine fiber nonwoven fabric is expressed by a ratio (%) calculated from the number of ultrafine fibers with respect to the total number of 200 or more fibers that can be confirmed by an electron micrograph of the ultrafine fiber nonwoven fabric. .
また、溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維が全て繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維になるとは限らず、一部繊維径が０．００１μｍ未満になる場合や、１μｍを超える場合もある。同様にメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維が全て２〜２５μｍの極細繊維になるとは限らず、一部繊維径が２μｍ未満になる場合や、２５μｍを超える場合もある。したがって、前記超極細繊維の極細繊維不織布に占める割合と前記極細繊維の極細繊維不織布に占める割合とを合計しても１００％にならない場合もある。 Moreover, not all of the solution discharge fibers formed by the solution discharge spinning method become ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm, and if the fiber diameter is partly less than 0.001 μm or exceeds 1 μm There is also. Similarly, all meltblown fibers formed by the meltblowing method are not necessarily ultrafine fibers of 2 to 25 μm, and some fiber diameters may be less than 2 μm or may exceed 25 μm. Therefore, even if the ratio of the ultra-fine fibers to the ultra-fine fiber nonwoven fabric and the ratio of the ultra-fine fibers to the ultra-fine fiber nonwoven fabric are summed, it may not be 100%.
また、本発明では、繊維径０．０１〜０．７μｍの超極細繊維と繊維径４〜２０μｍの極細繊維とが混在しており、構成繊維全体に対して、前記超極細繊維と前記極細繊維の合計が５０％以上であることが好ましい。このような構成を有する場合、構成繊維全体の分布において、前記超極細繊維のピークと前記極細繊維のピークが存在することを意味し、溶液吐出繊維の繊維形成性とメルトブロー繊維の繊維形成性が共に優れているのみならず、超極細繊維および極細繊維の機能を確実に発揮して、極細繊維不織布による効果をより顕著に得ることができる。また、構成繊維全体に対して、前記超極細繊維と前記極細繊維の合計が７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。 Moreover, in this invention, the ultrafine fiber with a fiber diameter of 0.01-0.7 micrometer and the ultrafine fiber with a fiber diameter of 4-20 micrometers are mixed, The said ultrafine fiber and the said ultrafine fiber are comprised with respect to the whole component fiber. Is preferably 50% or more. When having such a configuration, in the distribution of the entire constituent fiber, it means that the peak of the ultrafine fiber and the peak of the ultrafine fiber are present, and the fiber-forming property of the solution discharge fiber and the fiber-forming property of the meltblown fiber are Not only are both excellent, but the functions of the ultrafine fiber and the ultrafine fiber can be reliably exhibited, and the effect of the ultrafine fiber nonwoven fabric can be obtained more remarkably. Further, the total of the ultrafine fibers and the ultrafine fibers is more preferably 70% or more, further preferably 80% or more, and further preferably 90% or more with respect to the entire constituent fibers.
本発明の極細繊維不織布は上述のように溶液吐出繊維とメルトブロー繊維とが混在しているが、溶液吐出繊維とメルトブロー繊維とを見分ける方法としては、前述の電子顕微鏡写真の映像で見分けることができる外に、例えば溶液吐出繊維を溶媒に溶解させることによって見分ける方法が可能である場合もある。 As described above, the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention is a mixture of solution ejection fibers and meltblown fibers. As a method for distinguishing between solution ejection fibers and meltblown fibers, it can be distinguished from the image of the above-mentioned electron micrograph. In addition, there may be a case where a method of distinguishing the solution discharge fiber by dissolving the solution discharge fiber in a solvent is possible.
本発明の極細繊維不織布は、溶液吐出繊維とメルトブロー繊維とが混在しているが、その混在の状態は、例えば図１の電子顕微鏡写真で示すように、溶液吐出繊維が極細の繊維の前になったり、後ろになったりしている形態で説明することができる。すなわち、溶液吐出繊維とメルトブロー繊維とが混ざり合って存在しているのである。 In the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention, the solution discharge fiber and the melt blown fiber are mixed, and the mixed state is, for example, as shown in the electron micrograph of FIG. It can be explained in the form of becoming or behind. That is, the solution discharge fiber and the melt blown fiber are mixed and exist.
なお、前記溶液吐出繊維の極細繊維不織布に占める割合が、極細繊維不織布の一方の面付近と他方の面付近とで相違し密度勾配を形成している場合もあるが、少なくとも片面において、前記超極細繊維１０〜８０％と、前記極細繊維９０〜２０％とが混在していることが好ましい。また、両面において、前記超極細繊維１０〜８０％と、前記極細繊維９０〜２０％とが混在していることがより好ましい。 The ratio of the solution discharge fiber to the ultrafine fiber nonwoven fabric may be different between the vicinity of one surface of the ultrafine fiber nonwoven fabric and the vicinity of the other surface to form a density gradient. It is preferable that 10 to 80% of ultrafine fibers and 90 to 20% of the ultrafine fibers are mixed. Moreover, it is more preferable that 10 to 80% of the ultrafine fibers and 90 to 20% of the ultrafine fibers are mixed on both surfaces.
本発明の極細繊維不織布は、前述のように溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維とメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維とが混在しており、且つ繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維と繊維径２〜２５μｍの極細繊維とが混在しており、前記超極細繊維は主として溶液吐出繊維からなり、前記極細繊維は主としてメルトブロー繊維からなるので、実用性のある機械的強度を備えると共に超極細繊維および極細繊維の有する機能性が十分に発揮されるという優れた特性を有している。このような特性を生かした用途の一例として、前記極細繊維不織布からなる濾材を挙げることができる。この濾材をエアフィルタとして用いた場合の効果を具体的に説明すると、溶液吐出繊維が繊維径の大きい繊維ウエブ上に積層された従来の不織布で生じていた、溶液吐出繊維層が空気中の塵埃によって急速に目詰まりを起こし濾過寿命が低下するという問題は起こらず、しかも超極細繊維の有する分離機能は保持したままで、実用性のある機械的強度も備えているという効果がある。また、空気中の塵埃が液体粒子を含む場合、前述の従来の不織布では溶液吐出繊維層に液体粒子が補足された際に、溶液吐出繊維の繊維間で液体粒子が膜を張ったような状態になり、圧力損失が急激に上昇するという問題があったが、本発明では超極細繊維と極細繊維とが混在しているため、繊維間隔が広く保たれ、液体粒子が補足されても膜を張ったような状態にはなり難いため、圧力損失の急激な上昇を防ぐことができるという効果がある。 The ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention is a mixture of solution discharge fibers formed by the solution discharge spinning method and melt blown fibers formed by the melt blow method as described above, and ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm. Fibers and ultrafine fibers having a fiber diameter of 2 to 25 μm are mixed, the superfine fibers are mainly composed of solution discharge fibers, and the ultrafine fibers are mainly composed of melt blown fibers, so that they have practical mechanical strength. It has an excellent characteristic that the functionality of the ultrafine fiber and the ultrafine fiber is sufficiently exhibited. As an example of an application utilizing such characteristics, a filter medium made of the above-mentioned ultrafine fiber nonwoven fabric can be mentioned. The effect when this filter medium is used as an air filter will be described in detail. The solution discharge fiber layer is formed of a conventional nonwoven fabric laminated on a fiber web having a large fiber diameter. Therefore, there is no problem that clogging occurs rapidly and the filter life is shortened, and the separation function of the ultrafine fiber is maintained, and the practical mechanical strength is provided. In addition, when the dust in the air contains liquid particles, in the above-described conventional nonwoven fabric, when the liquid particles are supplemented to the solution ejection fiber layer, the liquid particles are stretched between the fibers of the solution ejection fibers. However, in the present invention, since ultra-fine fibers and ultra-fine fibers are mixed, the fiber spacing is kept wide, and even if liquid particles are supplemented, the membrane is not formed. Since it is difficult to be in a tensioned state, there is an effect that a rapid increase in pressure loss can be prevented.
本発明の極細繊維不織布は、一般ビルの空調、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用される中・高性能フィルタやクリーンルームなどの供給空気からサブミクロン粒子を除去するＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタ、家庭用又は業務用空気清浄機用フィルタ、或いは電気掃除機やコピー機などに用いることのできる排気用フィルタ、面体への取り外し可能な防塵マスク用フィルタとして、そのフィルタを構成するエアフィルタ用濾材の用途に好適に使用される。また、マスク、ワイピイング材、保温材、バッテリーセパレータ、および液体用濾過材などの用途に好適に使用される。これらの用途の中でも、エアフィルタ用濾材として特に好適に使用される。 The ultra-fine fiber nonwoven fabric of the present invention is a HEPA filter that removes submicron particles from the supply air of medium / high performance filters and clean rooms used for air conditioning in general buildings, factory air conditioning equipment, computer rooms and hospital air conditioning equipment, etc. ULPA filter, filter for home or business use air cleaner, exhaust filter that can be used for vacuum cleaner, copy machine, etc., air filter constituting the filter as filter for dust mask removable to facepiece It is suitably used for the use of filter media. Moreover, it is used suitably for uses, such as a mask, a wiping material, a heat insulating material, a battery separator, and a liquid filter material. Among these uses, it is particularly preferably used as a filter medium for an air filter.
本発明の極細繊維不織布をエアフィルタ用濾材に用いた場合、中高性能以上の性能を有するフィルタとして好適であり、極細繊維不織布を構成する繊維の繊維径および面密度などを変えることによって、目的とする濾過性能を得ることができる。この濾過性能の一例としては、ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、０．３〜０．５μｍの範囲における大気塵粒子の捕集効率を１０％以上とすることが可能である。なお、この捕集効率は、より好ましくは２０％以上であり、更に好ましくは３０％以上である。また、このエアフィルタ用濾材の圧力損失は、試験条件が風速１０ｃｍ／ｓｅｃ．の時に、６００Ｐａ以下が好ましく、２００Ｐａ以下がより好ましく、１００Ｐａ以下が更に好ましい。 When the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention is used as a filter medium for air filters, it is suitable as a filter having medium or higher performance or higher, and by changing the fiber diameter and surface density of the fibers constituting the ultrafine fiber nonwoven fabric, Filtration performance can be obtained. As an example of the filtration performance, in the test method defined in JIS B9908 type 1, the collection efficiency of atmospheric dust particles in the range of 0.3 to 0.5 μm can be 10% or more. In addition, this collection efficiency becomes like this. More preferably, it is 20% or more, More preferably, it is 30% or more. In addition, the pressure loss of the filter medium for air filter is such that the test condition is a wind speed of 10 cm / sec. In this case, 600 Pa or less is preferable, 200 Pa or less is more preferable, and 100 Pa or less is more preferable.
本発明の極細繊維不織布は、例えば、次に説明する極細繊維不織布の製造方法及び製造装置によって形成することができる。極細繊維不織布の製造方法及び製造装置については、製造装置の極細繊維ウエブの流れ方向と平行方向における横断面概念図である図３をもとに説明する。 The ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention can be formed by, for example, a production method and production apparatus for an ultrafine fiber nonwoven fabric described below. The manufacturing method and manufacturing apparatus of the ultrafine fiber nonwoven fabric will be described with reference to FIG. 3 which is a conceptual cross-sectional view in the direction parallel to the flow direction of the ultrafine fiber web of the manufacturing apparatus.
極細繊維不織布の製造方法は、図３に例示するような、紡糸溶液を吐出できる液吐出部（Ｅｌ）と、ガスを吐出できるガス吐出部（Ｅｇ）とを有する溶液紡糸手段５０（又は溶液紡糸装置５０）を用いて、前記液吐出部（Ｅｌ）から紡糸溶液を吐出して繊維化する紡糸方法（又は溶液吐出紡糸）により形成した溶液吐出繊維１８を、メルトブロー法によりノズル１２から吐出したメルトブロー繊維の繊維流１７の中に混入して極細繊維ウエブ２０’を形成する工程を含むことを特徴とする製造方法であり、図３に例示する極細繊維不織布の製造装置はこの製造方法に好適に用いられる製造装置である。
The ultrafine fiber nonwoven fabric is produced by a solution spinning means 50 (or solution spinning) having a liquid discharge part (El) capable of discharging a spinning solution and a gas discharge part (Eg) capable of discharging a gas as illustrated in FIG. The apparatus 50) is used to discharge
図３に示す極細繊維不織布の製造装置１０は、熱可塑性樹脂を溶融する溶融手段１１と、前記溶融手段１１に設けられ、前記熱可塑性樹脂を吐出してメルトブロー繊維からなる繊維流１７を形成する噴出手段１２と、図６〜８に例示するような、紡糸溶液を吐出できる液吐出部（Ｅｌ）と、ガスを吐出できるガス吐出部（Ｅｇ）とを有し、前記液吐出部（Ｅｌ）から紡糸溶液を吐出することにより溶液吐出繊維１８を形成し、且つ前記溶液吐出繊維１８を前記ガスの吐出により前記繊維流１７に混入する溶液紡糸手段５０と、前記メルトブロー繊維１７と前記溶液吐出繊維１８とが混在した繊維流１９を受け止め、その混在した繊維流１９に含まれるメルトブロー繊維と溶液吐出繊維とからなる極細繊維ウエブ２０’を堆積し、且つ移動させる搬送手段１５とを備えている。
An ultrafine fiber nonwoven
より具体的には、例えば前記熱可塑性樹脂を溶融する溶融手段１１はメルトブロー装置用ダイ１１であり、前記溶融手段１１に設けられ、前記熱可塑性樹脂を吐出してメルトブロー繊維からなる繊維流１７を形成する噴出手段１２はメルトブロー用ノズル１２である。メルトブロー装置用ダイ１１は図９に例示するように、ダイ１１には溶融樹脂を吐出するノズル１２とこのノズル近傍から加熱気流を吹き出す吹出し口１１１とが設けられており、ノズルから押出された溶融樹脂は加熱気流により細化されて極細の繊維からなる繊維流１７を形成することができる。なお、前記メルトブロー装置用ダイ１１は通常のメルトブロー装置に用いられるダイを適用することが可能であり、ダイに設けられているノズル１２は通常複数個、所定間隔で直線上に並んでおり、この両側に連続したスリットの形状で吹出し口１１１が設けられる。
More specifically, for example, the melting means 11 for melting the thermoplastic resin is a melt blow device die 11, which is provided in the melting means 11 and discharges the thermoplastic resin to form a
また、前記メルトブロー繊維１７と前記溶液吐出繊維１８とが混在した繊維流１９を受け止め、その混在した繊維流１９に含まれるメルトブロー繊維と溶液吐出繊維とからなる極細繊維ウエブ２０’を堆積し、且つ移動させる搬送手段１５は好ましくは図３のＡの矢印方向とＢの矢印方向に回転するコンベアベルト１５、またはサクション手段を備える通気性のドラム（図示しない）であることができる。
Receiving a
このような製造装置を用いて極細繊維不織布を製造する場合、まず、原料となる熱可塑性樹脂を用意する。この熱可塑性樹脂については、メルトブロー法によって極細の繊維を紡糸できる樹脂である限り、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂など１種類以上からなることができる。これらの中でも、極細の繊維を製造しやすいポリオレフィン系樹脂を含んでいることが好ましく、ポリプロピレンを含んでいることがより好ましい。 When manufacturing an ultrafine fiber nonwoven fabric using such a manufacturing apparatus, first, a thermoplastic resin as a raw material is prepared. The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it is a resin that can spin ultrafine fibers by the melt blow method. For example, polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate , Polyester resins such as polybutylene terephthalate and polylactic acid, polyamide resins, polycarbonate resins, polystyrene, polyphenylene sulfide, fluorine resins, urethane resins and the like. Among these, it is preferable that the polyolefin resin which can manufacture an ultra fine fiber easily is included, and it is more preferable that polypropylene is included.
この熱可塑性樹脂を構成する樹脂成分については、前述の本発明の極細繊維不織布の説明で説明した樹脂成分をそのまま適用することが可能である。前記極細繊維不織布の製造方法では、このような熱可塑性樹脂を、前述の熱可塑性樹脂を溶融する溶融手段１１（例えばメルトブロー装置用ダイ１１）に投入して前記熱可塑性樹脂を溶融して、前記溶融手段１１に設けられた噴出手段１２（例えばメルトブロー用ノズル１２）を通して、溶融樹脂を吐出して、メルトブロー繊維からなる繊維流１７を形成する。
As the resin component constituting this thermoplastic resin, the resin component described in the description of the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention can be applied as it is. In the method for producing the ultrafine fiber nonwoven fabric, such a thermoplastic resin is put into a melting means 11 (for example, a
本発明では、前記極細繊維不織布の製造装置１０において、図６（ａ）（ｂ）に例示するように、前記溶液紡糸手段５０が、次の条件を満足する溶液紡糸手段であることが好ましい。
（１）ガス吐出部（Ｅｇ）が液吐出部（Ｅｌ）よりも上流側に位置する
（２）液吐出部（Ｅｌ）を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（３）ガス吐出部（Ｅｇ）を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（５）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸（Ａｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸（Ａｇ）とが平行である
（６）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸（Ａｇ）に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる。
このような極細繊維不織布の製造装置であれば、図７及び図８に示す溶液紡糸手段と比較して、液吐出部から吐出された紡糸溶液とガス吐出部から吐出されたガスとは近接しており、平行であり、しかも紡糸溶液にはガスおよび随伴気流による剪断力が１本の直線状に作用するため、細径化した繊維を安定して紡糸できるという利点を有している。また、従来の静電紡糸法と比較して、紡糸溶液に高電圧を印加する必要がなく、また、紡糸溶液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。
In the present invention, as shown in FIGS. 6A and 6B, in the
(1) The gas discharge part (Eg) is located upstream from the liquid discharge part (El). (2) The liquid columnar hollow part (Hl) has the liquid discharge part (El) as an end (3). (4) An imaginary liquid columnar portion (Hvl) extending from a liquid columnar hollow portion (Hl) and a gas columnar hollow portion (Hg) having a gas columnar hollow portion (Hg) with the gas discharge portion (Eg) as an end. ) Are extended to the gas virtual columnar part (Hvg) (5) The central axis (Al) in the discharge direction of the liquid columnar hollow part (Hl) and the central axis in the discharge direction of the gas columnar hollow part (Hg) (Ag) is parallel to (6) the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow part (Hg) when cut along a plane perpendicular to the central axis (Ag) of the gas columnar hollow part (Hg) Only one straight line with the shortest distance from the outer periphery of the cut surface of the liquid columnar hollow (Hl) can be drawn.
In such an ultra-fine fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus, the spinning solution discharged from the liquid discharge portion and the gas discharged from the gas discharge portion are close to each other as compared with the solution spinning means shown in FIGS. In addition, since the shearing force due to the gas and the accompanying airflow acts on the spinning solution in a single straight line, the spinning solution has an advantage that fibers having a reduced diameter can be stably spun. Further, compared with the conventional electrostatic spinning method, it is not necessary to apply a high voltage to the spinning solution, and it is not necessary to heat the spinning solution and the gas.
以下、図６（ａ）（ｂ）に示す溶液紡糸手段を一例として、溶液紡糸手段（又は溶液紡糸装置）について詳細に説明する。なお、図６（ａ）は溶液紡糸装置の先端部を拡大した斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＣ平面切断図である。 Hereinafter, the solution spinning means (or solution spinning apparatus) will be described in detail by taking the solution spinning means shown in FIGS. 6A and 6B as an example. 6A is an enlarged perspective view of the tip portion of the solution spinning apparatus, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the plane C in FIG. 6A.
前記溶液紡糸装置５０は紡糸溶液を吐出できる液吐出部（Ｅｌ）を一方の端部に有する液吐出ノズル（Ｎｌ）１本と、ガスを吐出できるガス吐出部（Ｅｇ）を一方の端部に有するガス吐出ノズル（Ｎｇ）１本の外壁面が当接し、ガス吐出ノズル（Ｎｇ）のガス吐出部（Ｅｇ）が液吐出部（Ｅｌ）よりも上流側となる位置にある。なお、液吐出ノズル（Ｎｌ）は液吐出部（Ｅｌ）を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有しており、ガス吐出ノズル（Ｎｇ）はガス吐出部（Ｅｇ）を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有している。また、前記液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）と前記ガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは、液吐出ノズル（Ｎｌ）の壁厚とガス吐出ノズル（Ｎｇ）の壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸（Ａｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸（Ａｇ）とが平行である関係にある。更には、図６（ｂ）にガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸（Ａｇ）に対して垂直な平面Ｃで切断した切断図を示すように、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外形、液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外形ともに円形であり、これら外周間の距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態にある。
The
そのため、図６のような溶液紡糸装置の液吐出ノズル（Ｎｌ）に紡糸溶液を供給し、ガス吐出ノズル（Ｎｇ）にガスを供給すると、紡糸溶液は液用柱状中空部（Ｈｌ）を通り液吐出部（Ｅｌ）から液用柱状中空部（Ｈｌ）の軸方向に吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部（Ｈｇ）を通りガス吐出部（Ｅｇ）からガス用柱状中空部（Ｈｇ）の軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された紡糸溶液とは近接した状態にあり、ガスの吐出方向と紡糸溶液の吐出方向とは平行関係にあり、しかも平面Ｃ上、吐出されたガスと吐出された紡糸溶液とは最も近い点が１点、つまり、紡糸溶液は１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受けるため、細径化しながら液用柱状中空部（Ｈｌ）の軸方向に飛翔し、同時に紡糸溶液の溶媒が揮発して繊維化する。このように、図６の溶液紡糸装置は紡糸溶液に高電圧を印加する必要がなく、紡糸溶液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。 Therefore, when the spinning solution is supplied to the liquid discharge nozzle (Nl) of the solution spinning apparatus as shown in FIG. 6 and the gas is supplied to the gas discharge nozzle (Ng), the spinning solution passes through the liquid columnar hollow portion (Hl). The gas is discharged from the discharge part (El) in the axial direction of the liquid columnar hollow part (Hl), and at the same time, the gas passes through the gas columnar hollow part (Hg) and passes from the gas discharge part (Eg) to the gas columnar hollow part (Hg). ) In the axial direction. The discharged gas and the discharged spinning solution are close to each other, the gas discharging direction and the spinning solution discharging direction are in parallel relation, and the discharged gas and the discharged spinning are on the plane C. The point closest to the solution is one point, that is, the spinning solution is subjected to shearing action by gas and accompanying airflow in a single straight line, so that it flies in the axial direction of the liquid columnar hollow (Hl) while reducing the diameter. At the same time, the solvent of the spinning solution volatilizes and fiberizes. As described above, the solution spinning apparatus shown in FIG. 6 does not need to apply a high voltage to the spinning solution and does not need to heat the spinning solution and the gas.
液吐出ノズル（Ｎｌ）は紡糸溶液を吐出できるものであれば良く、液吐出部（Ｅｌ）の形状は特に限定するものではないが、液吐出部（Ｅｌ）の形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。なお、液吐出部（Ｅｌ）の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズル（Ｎｇ）側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が１本の直線状となり、液滴を生じにくくなる。つまり、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸溶液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。 The liquid discharge nozzle (Nl) only needs to be capable of discharging the spinning solution, and the shape of the liquid discharge part (El) is not particularly limited, but the shape of the liquid discharge part (El) is, for example, circular, long It can be circular, elliptical, or polygonal (eg, triangle, square, hexagon), but it is circular so that it is subject to the shearing action of gas and associated airflow in a single line and is less likely to produce droplets. Preferably there is. In addition, when the shape of the liquid discharge part (El) is a polygon, by arranging one corner of the polygon to be on the gas discharge nozzle (Ng) side, the shearing action of the gas and the accompanying airflow can be achieved. It becomes one straight line, and it becomes difficult to generate droplets. That is, when cut along a plane perpendicular to the central axis of the gas columnar hollow portion (Hg), the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow portion (Hg) and the cut surface of the liquid columnar hollow portion (Hl) Only one straight line with the shortest distance from the outer periphery can be drawn, and the discharged spinning solution is subjected to the shearing action of the gas and the accompanying airflow in a single straight line, and is unlikely to generate droplets.
また、液吐出部（Ｅｌ）の大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜０．８ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸溶液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、吐出された紡糸溶液全体に剪断作用を働かせることが困難となり、液滴を生じやすくなる傾向があるためである。 Although not limited to particular also the size of the liquid discharge portion (El), is preferably from 0.03～20Mm 2, and more preferably 0.03~0.8mm 2. When 0.03 mm 2 smaller than tend to be difficult to discharge the high spinning solution viscosity, when more than 20 mm 2, it becomes difficult to exert a shearing action on the entire spinning solution discharged, the droplet This is because it tends to occur.
なお、液吐出ノズル（Ｎｌ）は金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。更に、図６においては、円柱状の液吐出ノズル（Ｎｌ）を図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸溶液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。 The liquid discharge nozzle (Nl) may be made of metal or resin, and its material is not particularly limited. A metal or resin tube can also be used. Further, in FIG. 6, a cylindrical liquid discharge nozzle (Nl) is illustrated, but an acute angle nozzle having a tip cut with an inclination may be used. This acute nozzle is effective when the spinning solution has a high viscosity. When such an acute angle nozzle is used, if the sharp side is the gas discharge nozzle side, it is easy to be subjected to the shearing action of the gas and the accompanying airflow, and can be stably fiberized.
ガス吐出ノズル（Ｎｇ）はガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部（Ｅｇ）の形状は特に限定するものではないが、ガス吐出部（Ｅｇ）の形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を働きやすくするために、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部（Ｅｇ）の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を液吐出ノズル（Ｎｌ）側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸溶液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。 The gas discharge nozzle (Ng) may be any one that can discharge gas, and the shape of the gas discharge portion (Eg) is not particularly limited, but the shape of the gas discharge portion (Eg) is, for example, circular or oval. In order to facilitate the shearing action of the gas and the accompanying airflow, a circular shape is preferable. In addition, when the shape of the gas discharge part (Eg) is a polygon, by arranging one corner of the polygon to be on the liquid discharge nozzle (Nl) side, the shearing action of the gas and the accompanying airflow can be achieved. It becomes easy to work. That is, when cut along a plane perpendicular to the central axis of the gas columnar hollow portion (Hg), the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow portion (Hg) and the cut surface of the liquid columnar hollow portion (Hl) Only one straight line with the shortest distance from the outer periphery can be drawn, and the discharged spinning solution is subjected to the shearing action of the gas and the accompanying airflow in a single straight line, and is unlikely to generate droplets.
また、ガス吐出部（Ｅｇ）の大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、吐出された紡糸溶液全体に剪断作用を働かせることが困難になる傾向があり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。なお、ガス吐出部（Ｅｇ）の大きさは液吐出部（Ｅｌ）の大きさと同じか、より大きいのが好ましい。ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすいためである。 Although not limited to particular also the size of the gas discharge portion (Eg), is preferably from 0.03～79Mm 2, and more preferably 0.03~20mm 2. When 0.03 mm 2 smaller than tend to be difficult to exert a shearing action on the entire spinning solution discharged, stabilized with because it tends to be difficult to fiberizing by more than 79 mm 2 This is because a sufficient wind speed is required to make the shearing action work, and a large amount of gas is required, which is uneconomical. The size of the gas discharge part (Eg) is preferably the same as or larger than the size of the liquid discharge part (El). This is because the shearing action of the gas and the accompanying airflow is easy to work.
なお、ガス吐出ノズル（Ｎｇ）は金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。 The gas discharge nozzle (Ng) may be made of metal or resin, and the material is not particularly limited. In addition, a tube made of metal or resin can be used instead of the gas discharge nozzle.
ガス吐出ノズル（Ｎｇ）はガス吐出部（Ｅｇ）が液吐出部（Ｅｌ）よりも上流側（紡糸溶液の供給側）となる位置に配置されているため、液吐出部周辺へ紡糸溶液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部（Ｅｇ）と液吐出部（Ｅｌ）との距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると紡糸溶液に対するガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部（Ｅｇ）と液吐出部（Ｅｌ）との距離の差の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部（Ｅｌ）とが一致していなければ良い。 Since the gas discharge nozzle (Ng) is arranged at a position where the gas discharge portion (Eg) is upstream (spinning solution supply side) from the liquid discharge portion (El), the spinning solution is wound around the liquid discharge portion. It can be prevented from going up. Therefore, it is possible to perform spinning for a long time without polluting the liquid discharge part. The distance between the gas discharge part (Eg) and the liquid discharge part (El) is not particularly limited, but is preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less. If it exceeds 10 mm, the shearing force of the gas and the accompanying airflow with respect to the spinning solution becomes insufficient, and it tends to be difficult to form fibers. The lower limit of the difference in distance between the gas discharge part (Eg) and the liquid discharge part (El) is not particularly limited, and it is sufficient that the gas discharge part Eg and the liquid discharge part (El) do not coincide with each other.
液用柱状中空部（Ｈｌ）は紡糸溶液の通過経路であり、紡糸溶液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）はガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。 The columnar hollow for liquid (Hl) is a passage for spinning solution and forms a shape when discharging the spinning solution, and the columnar hollow for gas (Hg) is a passage for gas and has a shape when discharging gas. form.
なお、液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）は液吐出部（Ｅｌ）から吐出された紡糸溶液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）はガス吐出部（Ｅｇ）から吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）との距離は液吐出ノズル（Ｎｌ）の壁厚とガス吐出ノズル（Ｎｇ）の壁厚の和に相当しているが、この距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。 The liquid virtual columnar portion (Hvl), which is an extension of the liquid columnar hollow portion (Hl), is a flight path immediately after discharging the spinning solution discharged from the liquid discharge portion (El), and the gas columnar hollow portion (Hg). The gas imaginary columnar portion (Hvg) extended from is an ejection path immediately after ejection of the gas ejected from the gas ejection portion (Eg). The distance between the liquid virtual columnar part (Hvl) and the gas virtual columnar part (Hvg) corresponds to the sum of the wall thickness of the liquid discharge nozzle (Nl) and the wall thickness of the gas discharge nozzle (Ng). Is preferably 2 mm or less, and more preferably 1 mm or less. This is because if it exceeds 2 mm, the shearing force of the gas and the accompanying airflow hardly acts, and it tends to be difficult to be fiberized.
この液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）のいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、様々な点にガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなるためである。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。 Both the liquid virtual columnar part (Hvl) and the gas virtual columnar part (Hvg) have a columnar shape filled inside. For example, when the cylindrical liquid virtual part is covered with a hollow cylindrical gas virtual part, or when the cylindrical gas virtual part is covered with a hollow cylindrical liquid virtual part, the center of the gas virtual columnar part When cut along a plane perpendicular to the axis, the outer periphery of the cut surface of the liquid imaginary part and the inner periphery of the cut surface of the gas imaginary part, or the outer periphery of the cut surface of the gas imaginary part and the inner periphery of the cut surface of the liquid imaginary part As a result of being able to draw an infinite number of straight lines with the shortest distance to the gas, the shearing force of the gas and the accompanying airflow acts on various points, resulting in insufficient fiberization and an increase in the number of droplets. This “virtual columnar portion” is a portion formed by extending the inner wall surface of the nozzle.
更に、液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸（Ａｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸（Ａｇ）とが平行で、吐出された紡糸溶液に対して１本の直線状にガス及び随伴気流を作用させることができるため、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸（Ａｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸（Ａｇ）とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。 Furthermore, the discharge direction central axis (Al) of the liquid columnar hollow part (Hl) and the discharge direction central axis (Ag) of the gas columnar hollow part (Hg) are parallel to each other, and one for the discharged spinning solution. Since the gas and the accompanying airflow can act on the straight line, the fibers can be formed stably. For example, these central axes are such that a cylindrical liquid hollow portion is covered with a hollow cylindrical gas hollow portion, or a cylindrical gas hollow portion is covered with a hollow cylindrical liquid hollow portion. If they coincide with each other, the shearing force of the gas and the accompanying air current cannot be applied to one straight line, and the fiberization becomes insufficient and the number of droplets increases. In addition, when these central axes are in a crossing or twisting position, the shearing force due to the gas and the accompanying airflow does not act or even if it acts, the fibers cannot be formed stably. “Parallel” means that the central axis (Al) in the discharge direction of the columnar hollow portion for liquid (H1) and the central axis (Ag) in the discharge direction of the columnar hollow portion for gas (Hg) are located on the same plane. Means that they can be parallel. Further, the “ejection direction central axis” is a straight line formed by connecting the center of the ejection part and the center of the cross section of the virtual columnar part.
前記溶液紡糸装置はガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる（図６（ｂ））。このようなガス用柱状中空部から吐出されたガス及び随伴気流は、液用柱状中空部から吐出された紡糸溶液に対して、１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。 When the solution spinning device is cut along a plane perpendicular to the central axis of the gas columnar hollow part (Hg), the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow part (Hg) and the liquid columnar hollow part (Hl) Only one straight line having the shortest distance from the outer periphery of the cut surface can be drawn (FIG. 6B). The gas discharged from the gas columnar hollow part and the accompanying airflow can act on the spinning solution discharged from the liquid columnar hollow part in a single straight line and exert a shearing action. Therefore, stable spinning can be performed without producing droplets. For example, in the case where two straight lines can be drawn, the case of acting at one point and the case of acting at the other point are alternated. Droplets are generated and cannot be stably spun.
なお、図６（ａ）には図示していないが、液吐出ノズル（Ｎｌ）は紡糸溶液貯蔵装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）に接続されており、ガス吐出ノズル（Ｎｇ）はガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。 Although not shown in FIG. 6A, the liquid discharge nozzle (Nl) is a spinning solution storage device (for example, a syringe, a stainless steel tank, a plastic tank, or a resin made of vinyl chloride resin, polyethylene resin, or the like). The gas discharge nozzle (Ng) is connected to a gas supply device (for example, a compressor, a gas cylinder, a blower, etc.).
図６においては、１組の溶液紡糸装置しか描いていないが、２組以上の溶液紡糸装置を配置することができる。２組以上の溶液紡糸装置を配置することによって、生産性を高めることができる。 In FIG. 6, only one set of solution spinning apparatuses is illustrated, but two or more sets of solution spinning apparatuses can be arranged. By arranging two or more sets of solution spinning apparatuses, productivity can be increased.
また、図６においては、液吐出ノズル（Ｎｌ）とガス吐出ノズル（Ｎｇ）とを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図６の態様に限定されない。例えば、段差を有する基材に対して液用柱状中空部（Ｈｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を穿孔したものであっても良い。また、液吐出ノズル（Ｎｌ）の液吐出部（Ｅｌ）及び／又はガス吐出ノズル（Ｎｇ）のガス吐出部（Ｅｇ）の位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。 In FIG. 6, the liquid discharge nozzle (Nl) and the gas discharge nozzle (Ng) are in a fixed state, but the embodiment is not limited to the form of FIG. 6 as long as the above relationship is satisfied. For example, the columnar hollow portion for liquid (Hl) and the columnar hollow portion for gas (Hg) may be perforated on a substrate having a step. Further, a mechanism capable of freely adjusting the position of the liquid discharge part (El) of the liquid discharge nozzle (Nl) and / or the gas discharge part (Eg) of the gas discharge nozzle (Ng) may be provided.
本発明では、前記極細繊維不織布の製造装置を用い、前記溶液紡糸装置５０のガス吐出部（Ｅｇ）から流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することができる。ガス吐出部（Ｅｇ）から流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、細径化した繊維を含む極細不織布を効率的に製造することができる。好ましくは流速１５０ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出し、より好ましくは流速２００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限は搬送手段１５上の極細繊維ウエブ２０’を乱すことのない流速であれば良く、特に限定するものではない。このような流速のガスを吐出するには、例えば、圧縮機からガス用柱状中空部（Ｈｇ）にガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気であると経済的である。また、これらのガスに紡糸溶液に対して親和性のある溶媒の蒸気や親和性のない溶媒の蒸気を含ませることもできる。このような溶媒の蒸気量を調整することによって、紡糸溶液からの溶媒蒸発速度や紡糸溶液の固化速度を制御でき、紡糸の安定性を高めたり、繊維径を調整することができる。
In the present invention, a flow rate of 100 m / sec. From the gas discharge part (Eg) of the
本発明では、前記極細繊維不織布の製造装置を用いるにあたり、溶液吐出紡糸用の紡糸溶液を用意する。この紡糸溶液は溶液吐出紡糸可能な樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。溶液吐出紡糸用の樹脂は溶液吐出紡糸できる限り特に限定されるものではないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン１２、ナイロン−４，６などのナイロン系、アラミド、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、セルロース、酢酸セルロース、酢酸セルロースブチレート、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル、ポリ（ビス−（２−（２−メトキシ−エトキシエトキシ））ホスファゼン）（ｐｏｌｙ（ｂｉｓ−（２−（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ））ｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅ）；ＭＥＥＰ）、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリこはく酸エチレン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｓｕｃｃｉｎａｔｅ））、ポリアニリン、ポリエチレンサルファイド、ポリオキシメチレン−オリゴ−オキシエチレン（ｐｏｌｙ（ｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｏｌｉｇｏ−ｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ））、ＳＢＳ共重合体、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキサイド、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリＤ，Ｌ−乳酸−グリコール酸共重合体、ポリアリレート、ポリプロピレンフマラート（ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｆｕｍａｌａｔｅｓ））、ポリカプロラクトンなどの生分解性高分子、ポリペプチド、タンパク質などのバイオポリマー、コールタールピッチ、石油ピッチなどのピッチ系などから構成することができる。なお、これら樹脂の共重合体又は混合物であることも可能である。また、これらの樹脂に種々の機能を発揮させるための添加剤を混合することも可能である。
In the present invention, a spinning solution for solution discharge spinning is prepared when the apparatus for producing the ultrafine fiber nonwoven fabric is used. This spinning solution is a solution obtained by dissolving a resin capable of solution discharge spinning in a solvent. The resin for solution discharge spinning is not particularly limited as long as solution discharge spinning can be performed. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile (PAN), polyacrylonitrile- Methacrylate copolymer, polymethacrylic acid, polymethylmethacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride-acrylate copolymer, polycarbonate, polystyrene, polyethylene, polypropylene,
この溶媒としては、樹脂によっても変化するため、特に限定するものではないが、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートなどを挙げることができる。溶媒は１種類でも適用可能であり、２種類以上の溶剤を混ぜた混合溶媒も適用可能である。 The solvent varies depending on the resin, and is not particularly limited. For example, water, acetone, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane, pyridine, N, N -Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, formic acid, toluene, benzene, cyclohexane, cyclohexanone, carbon tetrachloride, methylene chloride, chloroform, trichloroethane, ethylene carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate And so on. One kind of solvent can be applied, and a mixed solvent in which two or more kinds of solvents are mixed is also applicable.
前記紡糸溶液は上述のような樹脂を溶媒に溶解させたものであるが、その濃度は、樹脂の組成、樹脂の分子量、溶媒等によって変化するため、特に限定するものではないが、溶液吐出紡糸への適用性の点から、粘度が１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲となるような濃度であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲となるような濃度であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く、繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸溶液が延伸されにくくなり、繊維となりにくい傾向があるためである。したがって、常温で粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部（Ｈｌ）を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部（Ｈｌ）を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。なお、この「粘度」は、粘度測定装置を用い、温度２５℃で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。なお、液吐出部（Ｅｌ）からの紡糸溶液の吐出量は紡糸溶液の粘度やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、０．１〜１００ｃｍ３／時間であるのが好ましい。 The spinning solution is obtained by dissolving the resin as described above in a solvent. However, since the concentration varies depending on the resin composition, the molecular weight of the resin, the solvent, etc., the solution is not particularly limited. From the viewpoint of applicability, the concentration is preferably in the range of 10 to 10,000 mPa · s, more preferably in the range of 20 to 8000 mPa · s. When the viscosity is less than 10 mPa · s, the viscosity is too low and the spinnability is poor and the fiber tends to be difficult to be formed. When the viscosity exceeds 10,000 mPa · s, the spinning solution is difficult to be drawn and the fiber is not easily formed. Because there is. Therefore, even if the viscosity exceeds 10,000 mPa · s at room temperature, it can be used as long as the spinning solution itself or the columnar hollow portion (Hl) for liquid is within the viscosity range by heating. Conversely, even if the viscosity is less than 10 mPa · s at room temperature, it can be used as long as it falls within the above viscosity range by cooling the spinning solution itself or the columnar hollow portion (Hl) for liquid. The “viscosity” refers to a value at a shear rate of 100 s −1 measured at a temperature of 25 ° C. using a viscosity measuring device. In addition, since the discharge amount of the spinning solution from the liquid discharging unit (El) varies depending on the viscosity of the spinning solution and the gas flow rate, it is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 cm 3 / hour.
このような紡糸溶液は、図３に例示するように、例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は樹脂製バッグ（例えば、塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製）などの紡糸溶液貯蔵装置（図示せず）に蓄えられており、この紡糸溶液は紡糸溶液貯蔵装置に接続された、例えば、シリンジポンプ、チューブポンプ、マグネット式マイクロギアポンプ、ディスペンサ等の供給吐出手段（図示せず）により、溶液供給手段１３（例えば溶液吐出紡糸用ノズル装置１３）により吐出されると共に前記ガス吐出部（Ｅｇ）から吐出されるガスによって、紡糸溶液は前述のメルトブロー繊維からなる繊維流１７に向かって供給される。
As illustrated in FIG. 3, such a spinning solution is, for example, a spinning solution storage device (see FIG. 3) such as a syringe, a stainless steel tank, a plastic tank, or a resin bag (for example, made of vinyl chloride resin or polyethylene resin). The spinning solution is supplied to the spinning solution storage device, for example, by a supply / discharge means (not shown) such as a syringe pump, a tube pump, a magnetic micro gear pump, or a dispenser connected to the spinning solution storage device. The spinning solution is supplied toward the
なお、溶液吐出紡糸用ノズル装置１３からの吐出方向は前記繊維流１７に向かって供給する限り特に限定するものではないが、前記メルトブロー繊維の繊維流１７の中に、この繊維流１７の方向に交差するようにして供給することが好ましく、図４に示すように、交差の角度は繊維流１７の中心線の垂線に対して、溶液吐出繊維の繊維流１８の中心線のなす角度（−α又は＋α）が０〜±７５°であることが好ましく、０〜±６０°であることがより好ましく、０〜±４５°であることが更に好ましい。ここで、前記角度は溶液供給手段１３の先端付近における、繊維流１７の中心線と水平線とがなす角度であり、角度が０°であるということは、繊維流１７の中心線と繊維流１８の中心線とが直角に交わることを意味する。また、繊維流の先端が搬送手段１５側に向かう場合の角度を＋で表すものとする。例えば、図４に例示する極細繊維不織布の製造装置１０では、前記角度は＋４５°となっている。
The discharge direction from the solution discharge spinning
また、溶液紡糸装置の液吐出部（Ｅｌ）からメルトブロー繊維の繊維流１７までの距離は、紡糸溶液の吐出量やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、５０〜１０００ｍｍであるのが好ましい。５０ｍｍ未満であると、紡糸溶液の溶媒が十分に蒸発しない状態でメルトブロー繊維の繊維流１７に混入するため、搬送手段１５上に集積された後に繊維形状を保つことができない場合があるためである。また、１０００ｍｍを超えると、ガスの流れが乱れ、繊維が切れて飛散しやすくなる傾向があるためである。
Further, the distance from the liquid discharge portion (El) of the solution spinning apparatus to the
また、本発明では、前記溶液吐出紡糸用ノズル装置１３は１本である必要はなく、極細繊維不織布の生産性を高める上では、溶液吐出紡糸用ノズル装置１３は２本以上であることが好ましく、溶液吐出紡糸用ノズル装置１３は固定されていることも、移動可能（例えば、長円状に移動可能）であることも可能である。また、図５に例示するように、前記溶液供給手段１３（例えば溶液吐出紡糸用ノズル装置１３）に加えて、もう一組第２の溶液供給手段１３’（例えば第２の溶液吐出紡糸用ノズル装置１３’）を設けることも可能である。この場合、メルトブロー繊維の繊維流１７を挟むようにしてその両側にそれぞれ配置するようにすることが好ましい。
In the present invention, the solution discharge spinning
以上説明したように、前記極細繊維不織布の製造方法では、メルトブロー法によりノズルから吐出したメルトブロー繊維の前記繊維流１７の中に、溶液吐出紡糸法により形成した溶液吐出繊維１８を混入することができる。そして、この溶液吐出繊維１８が混入されることによって、メルトブロー繊維１７と溶液吐出繊維１８とが混在した繊維流１９が形成される。次いで、その混在した繊維流１９に含まれるメルトブロー繊維と溶液吐出繊維とからなる極細繊維ウエブ２０’を、搬送手段１５（好ましくはコンベアベルト１５）によって堆積し、且つ移動させることによって極細繊維不織布２０を形成することができる。なお、メルトブロー用ノズル１２と搬送手段１５との距離は、熱可塑性樹脂の吐出量やメルトブロー用ノズルからのガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、５０〜１０００ｍｍであるのが好ましい。５０ｍｍ未満であると、溶液吐出繊維とメルトブロー繊維の混合状態が不均一になる場合があるためである。また、１０００ｍｍを超えると、メルトブロー繊維と溶液吐出線糸からなる極細繊維ウエブ２０’の堆積が困難になる場合があるためである。
As described above, in the method for producing the ultrafine fiber nonwoven fabric, the
前記搬送手段１５は、前記メルトブロー繊維と前記溶液吐出繊維とが混在した繊維流１９を受け止め、その混在した繊維流１９に含まれるメルトブロー繊維と溶液吐出繊維とからなる極細繊維ウエブ２０’を堆積し、且つ移動させることが可能である限り、その形態は特に限定されず、図３〜５に例示するコンベアベルト１５であることが好ましく、ドラム形状であることも可能である。また、本発明においてはガスを吐出しているため、ガスを吸引して搬送手段１５に繊維を集積しやすく、また集積した極細繊維ウエブが乱れないように、通気性の搬送手段１５を使用し、極細繊維ウエブと反対側に吸引装置を備えることも好ましい。
The conveying means 15 receives a
前述のとおり、本発明の極細繊維不織布は、高電圧を用いない手段により、実用性のある機械的強度を備えると共に、紡糸溶液の吐出により形成された超極細の繊維の機能性が十分に発揮される利点があるが、製造面からも従来不織布と比べて有利な利点がある。すなわち、前記極細繊維不織布の製造方法によれば、メルトブロー法によりノズルから吐出したメルトブロー繊維の繊維流の中に、溶液吐出紡糸法により形成した溶液吐出繊維を混入して極細繊維ウエブを形成するため、従来技術と比較して少ないエネルギーによって極細繊維不織布を形成することができる。すなわち、メルトブロー法も溶液吐出紡糸法も樹脂原料から直接紡糸によって繊維を形成すると同時に異なる繊維を混合して極細繊維ウエブに形成することができるので、繊維を分散させたり異なる繊維ウエブを積層するなどの工程を省略することが可能であり、その分エネルギーコストを削減できる。その結果、得られる本発明の極細繊維不織布は、従来よりも低価格の不織布とすることが可能である。また、直接紡糸によって繊維が形成されているので、繊維を分散させるための油剤などが実質的に付着しておらず、クリーンな素材であり、濾材や衛生材料としても好適である。また、極細繊維を抄紙して得られる湿式不織布と比較して、嵩高な不織布を形成できるという利点があり、得られる本発明の極細繊維不織布は空気抵抗が極めて少なくなり圧力損失が少なく、エアフィルタ用濾材として好適である。また、メルトブロー法及び溶液吐出紡糸法に用いる樹脂原料を自由に選択することができ、繊維の種類や繊維径も自由に設計できるので、様々な要求に応じた機能を付加した製品とすることができる。なお、本発明の極細繊維不織布は、静電紡糸法を用いずに極細繊維が形成されているので、静電紡糸法を利用する場合と比べて、不織布の構成繊維が電界の作用によって帯電するという効果は生じないが、必要に応じて、本発明の極細繊維不織布に対して帯電加工することも可能である。 As described above, the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention has practical mechanical strength by means not using high voltage, and sufficiently exhibits the functionality of the ultrafine fiber formed by discharging the spinning solution. However, there are advantages in terms of manufacturing as compared with the conventional nonwoven fabric. That is, according to the method for producing an ultrafine fiber nonwoven fabric, a solution discharge fiber formed by a solution discharge spinning method is mixed into a fiber flow of meltblown fiber discharged from a nozzle by a meltblowing method to form an ultrafine fiber web. The ultrafine fiber nonwoven fabric can be formed with less energy compared to the prior art. That is, both the melt-blowing method and the solution discharge spinning method can form fibers by spinning directly from a resin raw material, and at the same time, different fibers can be mixed to form an ultrafine fiber web, so that fibers can be dispersed or different fiber webs can be laminated, etc. This step can be omitted, and the energy cost can be reduced accordingly. As a result, the obtained ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention can be made into a nonwoven fabric that is less expensive than the conventional one. Further, since the fiber is formed by direct spinning, the oil agent for dispersing the fiber is not substantially attached, and it is a clean material and is also suitable as a filter medium and a sanitary material. In addition, there is an advantage that a bulky nonwoven fabric can be formed as compared with a wet nonwoven fabric obtained by papermaking ultrafine fibers, and the resulting ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention has extremely low air resistance and low pressure loss. Suitable as a filter medium. In addition, the resin raw materials used in the melt-blowing method and the solution discharge spinning method can be freely selected, and the types of fibers and fiber diameters can be freely designed, so that products with various functions can be added. it can. In the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention, the ultrafine fibers are formed without using the electrospinning method, so that the constituent fibers of the nonwoven fabric are charged by the action of an electric field, compared to the case of using the electrospinning method. However, if necessary, it is possible to charge the ultrafine fiber nonwoven fabric of the present invention.
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but these are only suitable examples for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the contents of these examples.
（極細繊維不織布の濾過性能評価方法）
ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速１０ｃｍ／ｓｅｃ．とした時の圧力損失および０．３〜０．５μｍの範囲における大気塵粒子の捕集効率を測定する。
(Filtration performance evaluation method for ultrafine fiber nonwoven fabric)
In the test method specified in JIS B9908 type 1, the wind speed is 10 cm / sec. And the collection efficiency of atmospheric dust particles in the range of 0.3 to 0.5 μm.
（実施例１）
メルトブロー法に用いる熱可塑性樹脂としてエクソン製のポリプロピレン樹脂６９３６Ｇを準備して、図３、図６及び図９に示す製造装置を用いて、この熱可塑性樹脂をギアポンプ回転数３０ｒｐｍでメルトブロー装置用ダイ１１に送り込み、この熱可塑性樹脂を溶融させ、次いで温度２８０℃でエア量０．５Ｎｍ３／ｍｉｎの加熱気流を吹出し口１１１から吹き出しながら、この熱可塑性樹脂をメルトブロー用ノズル１２から吐出させて、メルトブロー繊維の目付が２０ｇ／ｍ２となるように、メルトブロー繊維からなる繊維流１７を形成させた。なお、メルトブロー用ノズル１２の先端と、搬送手段としてのコンベアベルト１５の表面との間の距離は３４０ｍｍに設定した。
その一方、溶液吐出紡糸用の紡糸溶液として、アルドリッチ製のポリアクリロニトリルのＮ，Ｎ-ジメチルホルムアミド溶液１０質量％を準備した。次いで、この紡糸溶液を、溶液供給手段１３の一部を構成するシリンジ１３ｃに注入して、このシリンジ１３ｃにＰＦＡチューブ１３ｂを接続し、このチューブ１３ｂの先端部には内径０．４ｍｍで、長さ３０ｍｍの金属製の液吐出部（Ｅｌ）１３ａを接続した。また、この液吐出部１３ａに接し、液吐出部１３ａから５ｍｍ上流側が吐出口になるように設置された内径０．４ｍｍで長さ５０ｍｍの金属製のガス吐出部１４ａを接続して、液吐出部１３ａとガス吐出部１４ａとを有する４組の溶液紡糸手段５０ａを一列に並べて溶液紡糸装置５０を構成した。そして、この液吐出部１３ａの先端が、メルトブロー用ノズル１２の中心線からの距離１８０ｍｍ、及びメルトブロー装置用ダイ１１下面からの距離７０ｍｍの位置になるように設置した。
次いで、前記紡糸溶液の吐出量を溶液紡糸手段５０ａの１組当たり５ｃｃ／ｈｒで押し出しながら、ガス吐出部１４ａから２ｋｆｇ／ｃｍ２の圧力で流速２００ｍ／ｓｅｃ．のエアーを送り、溶液吐出繊維１８を形成すると同時に、コンベアベルト１５から５０ｍｍ上部において、メルトブロー繊維流１７の中に、溶液吐出繊維１８を混入することができた。このメルトブロー繊維と溶液吐出繊維とが混合して形成された混合繊維流１９は、吸引装置（図示しない）を設けたコンベアベルト１５の上に受け止められ、極細繊維ウエブ２０’として堆積すると共にコンベアベルト１５によって移動させ、極細繊維不織布２０を形成することができた。なお、前記メルトブロー繊維の繊維流１７の中心線の垂線に対して、溶液吐出繊維の繊維流１８の中心線のなす角度は図４に示すように＋４５°であった。
得られた極細繊維不織布２０の目付は約２０ｇ／ｍ２であり、溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維の目付は、計算値で０．０４ｇ／ｍ２であった。
この極細繊維不織布の溶液吐出繊維混入側の表面の電子顕微鏡写真の中の一枚を図１に示す。これらの電子顕微鏡写真から、溶液吐出繊維とメルトブロー繊維とが混在しており、繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維の割合は１７％、２〜２５μｍの極細繊維の割合が８３％であった。また、この超極細繊維の数平均繊維径は０．４μｍであり、この極細繊維の数平均繊維径は８．９μｍであった。なお、繊維径０．０１〜０．７μｍの超極細繊維の割合は１５％、４〜２０μｍの極細繊維の割合が８２％であった。繊維径分布のヒストグラムを図１０に示す。このヒストグラムからも明らかなように、繊維径分布において、主としてメルトブロー繊維からなる極細繊維のピークと、主として溶液吐出繊維からなる超極細繊維のピークが形成されていた。
なお、図２に示す、この極細繊維不織布の溶液吐出繊維混入側と反対側の表面の電子顕微鏡写真によれば、繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維の割合は１７％、２〜２５μｍの極細繊維の割合が８３％であった。また、この超極細繊維の数平均繊維径は０．４μｍであり、この極細繊維の数平均繊維径は９．３μｍであった。また、繊維径０．０１〜０．７μｍの超極細繊維の割合は１６％、４〜２０μｍの極細繊維の割合が８１％であった。繊維径分布のヒストグラムを図１１に示す。このヒストグラムからも明らかなように、繊維径分布において、主としてメルトブロー繊維からなる極細繊維のピークと、主として溶液吐出繊維からなる超極細繊維のピークが形成されていた。
また、得られた極細繊維不織布について、ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速１０ｃｍ／ｓｅｃ．時の圧力損失および０．３〜０．５μｍの範囲における大気塵粒子の捕集効率（初期性能測定）を測定した結果、初期圧力損失が２０Ｐａであり、初期粒子捕集効率が３１．２％であった。
Example 1
A polypropylene resin 6936G manufactured by Exxon is prepared as a thermoplastic resin used in the meltblowing method, and this thermoplastic resin is melted at a gear pump rotational speed of 30 rpm using a manufacturing apparatus shown in FIGS. 3, 6 and 9. The thermoplastic resin is melted, and then the thermoplastic resin is discharged from the melt-blowing
Meanwhile, 10% by mass of an N, N-dimethylformamide solution of polyacrylonitrile manufactured by Aldrich was prepared as a spinning solution for solution discharge spinning. Next, the spinning solution is injected into a
Subsequently, while extruding the discharge amount of the spinning solution at 5 cc / hr per set of the solution spinning means 50a, the
The basis weight of the obtained ultrafine
One of the electron micrographs of the surface of the ultrafine fiber nonwoven fabric on the solution discharge fiber mixing side is shown in FIG. From these electron micrographs, solution discharge fibers and meltblown fibers are mixed, and the ratio of ultrafine fibers with a fiber diameter of 0.001 to 1 μm is 17%, and the ratio of ultrafine fibers with 2 to 25 μm is 83%. It was. Further, the number average fiber diameter of the ultrafine fibers was 0.4 μm, and the number average fiber diameter of the ultrafine fibers was 8.9 μm. The ratio of ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.01 to 0.7 μm was 15%, and the ratio of ultrafine fibers having a diameter of 4 to 20 μm was 82%. A histogram of the fiber diameter distribution is shown in FIG. As apparent from this histogram, in the fiber diameter distribution, a peak of ultrafine fibers mainly composed of melt blown fibers and a peak of superfine fibers mainly composed of solution discharge fibers were formed.
In addition, according to the electron micrograph of the surface on the opposite side to the solution discharge fiber mixing side of this ultrafine fiber nonwoven fabric shown in FIG. 2, the ratio of ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm is 17%, 2 to 25 μm. The proportion of ultrafine fibers was 83%. Further, the number average fiber diameter of the ultrafine fibers was 0.4 μm, and the number average fiber diameter of the ultrafine fibers was 9.3 μm. Further, the proportion of ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.01 to 0.7 μm was 16%, and the proportion of ultrafine fibers having a diameter of 4 to 20 μm was 81%. A histogram of the fiber diameter distribution is shown in FIG. As apparent from this histogram, in the fiber diameter distribution, a peak of ultrafine fibers mainly composed of melt blown fibers and a peak of superfine fibers mainly composed of solution discharge fibers were formed.
Moreover, about the obtained ultrafine fiber nonwoven fabric, in the test method prescribed | regulated to JISB9908 type 1, a wind speed of 10 cm / sec. Pressure loss and atmospheric dust particle collection efficiency (initial performance measurement) in the range of 0.3 to 0.5 μm were measured. As a result, the initial pressure loss was 20 Pa and the initial particle collection efficiency was 31.2%. Met.
（比較例１）
実施例１において、溶液吐出紡糸用の紡糸溶液を準備せずに、さらに溶液紡糸装置５０を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして比較例１の極細繊維不織布を形成した。
すなわち、メルトブロー法に用いる熱可塑性樹脂としてエクソン製のポリプロピレン樹脂６９３６Ｇを準備して、図３、図６及び図９に示す製造装置を用いて、この熱可塑性樹脂をギアポンプ回転数３０ｒｐｍでメルトブロー装置用ダイ１１に送り込み、この熱可塑性樹脂を溶融させ、次いで温度２８０℃でエア量０．５Ｎｍ３／ｍｉｎの加熱気流を吹出し口１１１から吹き出しながら、この熱可塑性樹脂をメルトブロー用ノズル１２から吐出させて、メルトブロー繊維の目付が２０ｇ／ｍ２となるように、メルトブロー繊維からなる繊維流１７を形成させた。なお、メルトブロー用ノズル１２の先端と、搬送手段としてのコンベアベルト１５の表面との間の距離は３４０ｍｍに設定した。
次いで、このメルトブロー繊維からなる繊維流１７は、吸引装置（図示しない）を設けたコンベアベルト１５の上に受け止められ、極細繊維ウエブ２０’として堆積すると共にコンベアベルト１５によって移動させ、極細繊維不織布２０を形成した。
得られた極細繊維不織布２０の目付は約２０ｇ／ｍ２であり、この極細繊維不織布の電子顕微鏡写真を複数枚撮影した結果、極細の繊維の平均繊維径が９．２μｍであり、２〜２５μｍの極細の繊維の割合が１００％であった。繊維径分布のヒストグラムを図１２に示す。また、反対側の面の繊維径分布のヒストグラムを図１３に示す。
また、得られた極細繊維不織布について、ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速１０ｃｍ／ｓｅｃ．時の圧力損失および０．３〜０．５μｍの範囲における大気塵粒子の捕集効率（初期性能測定）を測定した結果、初期圧力損失が２０Ｐａであり、初期粒子捕集効率が１７．１％であった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the ultrafine fiber nonwoven fabric of Comparative Example 1 was formed in the same manner as in Example 1 except that the spinning solution for solution discharge spinning was not prepared and the
That is, a polypropylene resin 6936G manufactured by Exxon is prepared as a thermoplastic resin used in the melt-blowing method, and this thermoplastic resin is used for a melt-blow apparatus at a gear pump rotational speed of 30 rpm using the manufacturing apparatus shown in FIGS. This thermoplastic resin is fed into the
Next, the
The basis weight of the obtained ultrafine
Moreover, about the obtained ultrafine fiber nonwoven fabric, in the test method prescribed | regulated to JISB9908 type 1, a wind speed of 10 cm / sec. Measurement of the atmospheric pressure pressure drop and the atmospheric dust particle collection efficiency (initial performance measurement) in the range of 0.3 to 0.5 μm, the initial pressure loss is 20 Pa, and the initial particle collection efficiency is 17.1%. Met.
実施例１及び比較例１の濾過性能評価（初期性能測定）結果を表１に示す。
表１
Table 1
実施例１及び比較例１の結果から明らかなように、実施例１の極細繊維不織布では、溶液吐出紡糸法により形成された溶液吐出繊維とメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維とが混在しており、且つ繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維と繊維径２〜２５μｍの極細繊維とが混在しているため、メルトブロー繊維のみからなる比較例１の不織布と比較して、初期圧力損失は同等でありながら、粒子捕集効率が高く、優れたフィルタであることがわかる。 As is apparent from the results of Example 1 and Comparative Example 1, in the ultrafine fiber nonwoven fabric of Example 1, the solution discharge fiber formed by the solution discharge spinning method and the melt blown fiber formed by the melt blow method are mixed. In addition, since the ultrafine fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 μm and the ultrafine fibers having a fiber diameter of 2 to 25 μm are mixed, the initial pressure loss is the same as that of the nonwoven fabric of Comparative Example 1 made only of meltblown fibers. However, it is clear that the particle collection efficiency is high and the filter is excellent.
Ｎｌ 液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｇ ガス用柱状中空部
Ｈｖｌ 液仮想柱状部
Ｈｖｇ ガス仮想柱状部
Ａｌ 吐出方向中心軸（液）
Ａｇ 吐出方向中心軸（ガス）
Ｃ ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
１０ 極細繊維不織布の製造装置
１１ 溶融手段、メルトブロー装置用ダイ
１２ 噴出手段、メルトブロー用ノズル
１３、１３’ 溶液供給手段、溶液吐出紡糸用ノズル装置
１３ａ 溶液吐出紡糸用ノズル
１３ｂ チューブ
１３ｃ シリンジ
１４ａ ガス吐出部
１５ 搬送手段
１７ メルトブロー繊維、メルトブロー繊維の繊維流
１８ 溶液吐出繊維、溶液吐出繊維の繊維流
１９ メルトブロー繊維と溶液吐出繊維とが混在した繊維流
２０ 極細繊維不織布
２０’ 極細繊維ウエブ
５０ 溶液紡糸手段、溶液紡糸装置
５０ａ １組の溶液紡糸手段
１１１ 吹出し口
１１２ 第１部材
１２２ 第２部材
１３２ 第３部材
１１４、１２４、１３４ 供給端部
１１６、１２６、１３６ 対向出口端部
１１８ 第１供給スリット
１３８ 第１ガススリット
１２０ ガスジェット空間
Nl liquid discharge nozzle Ng gas discharge nozzle El liquid discharge part Eg gas discharge part Hl liquid columnar hollow part Hg gas columnar hollow part Hvl liquid virtual columnar part Hvg gas virtual columnar part Al discharge direction central axis (liquid)
Ag discharge direction central axis (gas)
C A plane perpendicular to the central axis of the columnar hollow for gas L1 A straight line with the shortest distance between the
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