JP2017197876A - Method and device for manufacturing laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不織布が積層された積層体の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a laminate in which nonwoven fabrics are stacked.
基材に不織布が積層された積層体は、強度が高いため、様々な用途に用いられている。例えば、特許文献１は、基材である不織布と極細繊維を含む不織布とを備える積層体を、空気清浄機の濾材として使用することを提案している。このような積層体は、例えば、基材に、電界紡糸法により極細繊維を堆積させることにより得られる。
A laminate in which a nonwoven fabric is laminated on a base material has high strength and is used for various applications. For example,
極細繊維を用いることにより、形成される不織布の表面積が大きくなる。例えば、積層体を濾材として用いる場合、不織布の表面積が大きくなることにより集塵効率が向上する。しかし、極細繊維を基材に過度に堆積させると、極細繊維同士が密着するため、逆に形成される不織布の表面積が小さくなる。その結果、集塵効率が低下したり、圧力損失が増大する場合がある。 By using ultrafine fibers, the surface area of the nonwoven fabric formed is increased. For example, when the laminate is used as a filter medium, the dust collection efficiency is improved by increasing the surface area of the nonwoven fabric. However, if the ultrafine fibers are excessively deposited on the base material, the ultrafine fibers are brought into close contact with each other. As a result, dust collection efficiency may decrease or pressure loss may increase.
本発明の一局面は、第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを備える多孔質基材を準備する第１準備工程と、前記多孔質基材を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、第１繊維の第１原料液から前記第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を、搬送される前記多孔質基材の前記第２主面側から第１吸引面を備える第１吸引装置により吸引しながら、前記第１主面に堆積させる第１堆積工程と、を具備し、前記第１吸引面が、少なくとも１つの第１吸引開口を備え、前記第１繊維の吸引が、前記第２主面に前記第１吸引面の周囲を接触させながら行われる、積層体の製造方法に関する。 One aspect of the present invention includes a first preparation step of preparing a porous base material including a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a transport line for the porous base material. The first fiber is generated from the first raw material liquid of the first fiber, and the first fiber is transported toward the downstream side of the porous substrate to be transported. A first deposition step of depositing on the first main surface while sucking from the second main surface side with a first suction device having a first suction surface, wherein the first suction surface has at least one first suction surface. The present invention relates to a method for manufacturing a laminate, which includes one suction opening, and suction of the first fiber is performed while the periphery of the first suction surface is in contact with the second main surface.
本発明の他の一局面は、第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを備える多孔質基材を、搬送ラインの上流に供給する基材供給部と、前記基材供給部の下流に配置され、第１原料液から第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を、搬送される前記多孔質基材の前記第２主面側から吸引しながら、前記第１主面に堆積させる堆積部と、を具備し、前記吸引装置が、前記第２主面にその周囲が接触する吸引面を備え、前記吸引面が、少なくとも１つの吸引開口を備える、積層体の製造装置に関する。 Another aspect of the present invention is a base material supply unit that supplies a porous base material including a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface to the upstream side of the transport line; While being arranged downstream of the base material supply unit and generating the first fibers from the first raw material liquid, while sucking the first fibers from the second main surface side of the porous base material being conveyed, A depositing portion that deposits on the first main surface, wherein the suction device includes a suction surface that contacts the second main surface, and the suction surface includes at least one suction opening. The present invention relates to a laminate manufacturing apparatus.
本発明に係る製造方法および製造装置によって得られる積層体は、表面積が大きい不織布を備える。そのため、不織布を積層させた利点が発揮され易くなる。例えば、積層体を濾材として使用する場合、圧力損失が小さくなるとともに、集塵効率が向上する。 The laminate obtained by the production method and production apparatus according to the present invention includes a nonwoven fabric having a large surface area. Therefore, the advantage of laminating the nonwoven fabric is easily exhibited. For example, when the laminate is used as a filter medium, pressure loss is reduced and dust collection efficiency is improved.
本実施形態では、不織布に凹凸を形成することにより、不織布の表面積を拡大する。
多孔質基材に積層される不織布は、例えば、電界紡糸法により、繊維（第１繊維）を多孔質基材上に堆積することにより形成される。電界紡糸法では、第１繊維の原料である第１原料樹脂を溶媒に溶解させた第１原料液に高電圧を印加し、電荷をもった第１原料液をノズルから噴射することにより、第１繊維が生成する。
In this embodiment, the surface area of a nonwoven fabric is expanded by forming unevenness in the nonwoven fabric.
The nonwoven fabric laminated | stacked on a porous base material is formed by depositing a fiber (1st fiber) on a porous base material by the electrospinning method, for example. In the electrospinning method, a high voltage is applied to a first raw material liquid in which a first raw material resin, which is a raw material of the first fiber, is dissolved in a solvent, and a first raw material liquid having an electric charge is injected from a nozzle, thereby One fiber is produced.
このとき、第１繊維は溶媒を含んだ状態で多孔質基材上に堆積する。そのため、堆積直後の第１繊維は、多孔質基材の表面の凹凸に倣うように撓んだ状態で存在している。しかし、第１繊維の乾燥が進行するに従って第１繊維は収縮し、形成される不織布は凹凸の小さい平坦状になる。つまり、第１繊維を堆積させて形成される不織布に凹凸を付与するためには、外力を加える必要がある。本実施形態では、第１繊維を、高い吸引力で吸引しながら堆積させることにより、得られる不織布に凹凸を形成する。 At this time, the first fibers are deposited on the porous substrate in a state containing a solvent. Therefore, the first fiber immediately after deposition exists in a bent state so as to follow the irregularities on the surface of the porous substrate. However, as the drying of the first fiber proceeds, the first fiber contracts, and the formed nonwoven fabric becomes a flat shape with small irregularities. That is, it is necessary to apply an external force in order to give unevenness to the nonwoven fabric formed by depositing the first fibers. In this embodiment, unevenness is formed in the obtained nonwoven fabric by depositing the first fibers while sucking with high suction force.
以下、堆積した第１繊維に含まれる溶媒を加熱により除去する第１実施形態、凹凸を有する多孔質基材を用いる第２実施形態、多孔質基材に凹凸を付与する工程を備える第３実施形態およびこれらの変形例（第４実施形態）について説明する。 Hereinafter, a first embodiment in which the solvent contained in the deposited first fibers is removed by heating, a second embodiment using a porous substrate having irregularities, and a third embodiment including a step of imparting irregularities to the porous substrate. A form and these modifications (4th Embodiment) are demonstrated.
（第１実施形態）
［製造方法］
本実施形態に係る積層体の製造方法は、第１主面と第１主面とは反対側の第２主面とを備える多孔質基材を準備する第１準備工程と、多孔質基材を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、第１繊維の第１原料液から第１繊維を生成させるとともに、第１繊維を、搬送される多孔質基材の第２主面側から第１吸引面を備える第１吸引装置により吸引しながら、第１主面に堆積させる第１堆積工程と、を具備する。このとき、第１吸引面は、少なくとも１つの第１吸引開口を備えており、第１繊維の吸引は、第２主面に第１吸引面の周囲を接触させながら行われる。
(First embodiment)
[Production method]
The manufacturing method of the laminated body which concerns on this embodiment is the 1st preparatory process which prepares a porous base material provided with the 2nd main surface on the opposite side to a 1st main surface and a 1st main surface, The first fiber from the first raw material liquid of the first fiber, and the first fiber of the porous substrate to be transported And a first deposition step of depositing on the first main surface while sucking from the first main surface side by the first suction device including the first suction surface. At this time, the first suction surface includes at least one first suction opening, and suction of the first fibers is performed while the periphery of the first suction surface is in contact with the second main surface.
以下、本実施形態に係る製造方法について、図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する。図１は、本実施形態の製造方法が具備する工程の一部を示す概略図である。図２は、本実施形態で得られる積層体を模式的に示す断面図である。図３は、吸引部材の一部を拡大して示す模式図である。図４Ａは、第１吸引部材と基材とを示す上面図である。図４Ｂは、他の第１吸引部材と基材とを示す上面図である。図５は、本実施形態の製造装置を示す概略図である。なお、基材および不織布等に関して、空気清浄機の濾材に適する形態を具体的に説明するが、積層体の用途は、濾材に限定されるものではない。また、図２において、基材繊維および第１繊維の一部を示している。図６および図９も同様である。 Hereinafter, the manufacturing method according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view showing a part of the steps of the manufacturing method of this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the laminate obtained in this embodiment. FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a part of the suction member. FIG. 4A is a top view showing the first suction member and the base material. FIG. 4B is a top view showing another first suction member and a base material. FIG. 5 is a schematic view showing the manufacturing apparatus of the present embodiment. In addition, regarding a base material, a nonwoven fabric, etc., the form suitable for the filter medium of an air cleaner is demonstrated concretely, However, The use of a laminated body is not limited to a filter medium. Moreover, in FIG. 2, the base fiber and a part of 1st fiber are shown. The same applies to FIGS. 6 and 9.
（１）準備工程
準備工程では、多孔質基材１を準備する
（多孔質基材）
多孔質基材１は、例えば、製造される積層体１０Ａを支持する支持体である。多孔質基材１の空隙率は用途等に応じて適宜設定すればよい。多孔質基材１の空隙率は、例えば、６０〜９０％である。多孔質基材１の形態および材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。多孔質基材１として、具体的には、織物、編物、不織布等の繊維構造体が例示できる。なかでも、積層体１０Ａを濾材として使用する場合、圧力損失の観点から、多孔質基材１は不織布であることが好ましい。不織布は、例えば、スパンボンド法、乾式法（例えば、エアレイド法）、湿式法、メルトブロー法、ニードルパンチ法等により製造される。なかでも、多孔質基材１は、湿式法により製造された不織布であることが好ましい。
(1) Preparation step In the preparation step, the
The
多孔質基材１が不織布である場合、多孔質基材１を構成する基材繊維１ａの材質は特に限定されず、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート）、ポリアミド（ＰＡ）、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、支持体として適する点で、基材繊維１ａの材質はＰＥＴまたはセルロースが好ましい。特に、多孔質基材１は、ＰＥＴまたはセルロースを８０質量％以上の割合で含むことが好ましい。基材繊維１ａの平均繊維径Ｄ１は特に限定されず、例えば、１μｍ以上、４０μｍ以下であってもよく、５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよい。
When the
平均繊維径Ｄ１とは、基材繊維１ａの直径の平均値である。基材繊維１ａの直径とは、基材繊維１ａの長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、多孔質基材１を一方の主面の法線方向から見たときの、基材繊維１ａの長さ方向に対して垂直な方向の幅を、基材繊維１ａの直径と見なしてもよい。平均繊維径Ｄ１は、例えば、多孔質基材１に含まれる任意の１０本の基材繊維１ａの任意の箇所の直径の平均値である。後述する平均繊維径Ｄ２およびＤ３についても同じである。
The average fiber diameter D1 is an average value of the diameters of the
多孔質基材１の厚みＴ１は、特に限定されず、例えば、５０μｍ以上、５００μｍ以下であっても良く、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。不織布の厚みＴとは、例えば、不織布の任意の１０箇所の厚みの平均値である。厚みとは、不織布の２つの主面の間の距離である。多孔質基材１が不織布である場合、その厚みは、不織布の断面を写真に取り、不織布の一方の主面上にある任意の１地点から他方の主面まで、一方の表面に対して垂直な線を引いたとき、この線上にある繊維のうち、最も離れた位置にある２本の繊維の外側（外法）の距離として求められる。他の任意の複数地点（例えば、９地点）についても同様にして不織布の厚みを算出し、これらを平均化した数値を、不織布の厚みとする。上記厚みの算出に際しては、二値化処理された画像を用いてもよい。後述する厚みＴ２およびＴ３についても同じである。なお、不織布の厚みが不均一である場合、厚みの大きい地点と小さい地点とが偏りなく含まれるように、任意の１０点を選択する。
The thickness T1 of the
多孔質基材１の単位面積当たりの質量も特に限定されず、例えば、１０ｇ／ｍ２以上、８０ｇ／ｍ２以下であってもよく、３５ｇ／ｍ２以上、６０ｇ／ｍ２以下であってもよい。多孔質基材１の圧力損失は特に限定されない。なかでも、多孔質基材１の初期の圧力損失は、ＪＩＳＢ９９０８形式１の規格に準拠した測定機を用いて測定した場合、１Ｐａ以上、１０Ｐａ以下程度であることが好ましい。多孔質基材１の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体１０Ａ全体の圧力損失も抑制される。
The mass per unit area of the
（２）搬送工程
後述する第１堆積工程および乾燥工程等は、搬送される多孔質基材１に対して、連続的に行われる。これにより、生産性が向上する。搬送工程では、例えば、図５に示すように、まず、多孔質基材１が搬送ローラ１１に供給される。第１堆積工程および乾燥工程において、多孔質基材１は、例えば、搬送ローラ２１および搬送ローラ３１により搬送される。なお、各搬送ローラ（２１、３１）に替えて、ベルトあるいはコンベアを用いてもよい。
(2) Conveying Step A first deposition step and a drying step, which will be described later, are continuously performed on the
（３）第１堆積工程
本工程では、第１原料液から第１繊維２ａが生成される。第１繊維２ａは、例えば、電界紡糸法により生成される。電界紡糸法では、第１原料液が放出体２３から放出されて、第１繊維２ａが生成される。生成された第１繊維２ａは、第１溶媒を含んだ状態で、図２（ａ）に示すように、幾重にも重なるように多孔質基材１の第１主面１Ｘ上に堆積し、第１不織布２Ａを形成する。本工程において、多孔質基材１は、噴射される第１原料液のターゲットであり、生成する第１繊維２ａを収集するコレクタとして機能する。
(3) First deposition step In this step, the
このとき、多孔質基材１の第１主面１Ｘとは反対側の第２主面１Ｙ側から、第１吸引装置２７Ａを用いて第１繊維２ａを吸引する。これにより、第１繊維２ａを多孔質基材１に向かわせる気流Ｓが発生し、第１繊維２ａは基材繊維１ａに沿うように堆積する。さらに、堆積した第１繊維２ａの少なくとも一部は、多孔質基材１の隙間に侵入する。例えば、多孔質基材１が不織布である場合、第１繊維２ａは基材繊維１ａ同士の間にある隙間に侵入する。
At this time, the
第１繊維２ａの吸引は、後述する乾燥工程後において、第１繊維２ａが、基材繊維１ａの隙間に侵入した状態を維持する圧力以上で行われることが好ましい。これにより、形成される第１不織布２Ａの表面には微細な凹凸が形成されて、第１不織布２Ａの表面積が大きくなる。よって、得られる積層体１０Ａを濾材として用いる場合、圧力損失の増大の抑制と集塵効率の向上とが両立する。さらに、積層体１０Ａを長期間にわたり使用した場合にも、集塵効率が維持されるとともに、圧力損失の増大が抑制される。また、吸引によって、第１繊維２ａは伸長される。よって、形成される第１不織布２Ａの表面積はさらに拡大し得る。上記圧力とは、例えば、第１吸引装置２７Ａによって第２主面１Ｙにかけられる圧力Ｐ１である。圧力Ｐ１は、第１原料樹脂や紡糸条件、多孔質基材１の空隙率等を考慮して適宜設定すればよい。圧力Ｐ１は、例えば、５〜５００Ｐａである。
The suction of the
特に、図２に示すように、溶媒が除去された後、第１繊維２ａは、基材繊維１ａの平均繊維径Ｄ１以上の侵入深さで多孔質基材１の内部（以下、内部領域１Ｒと称す）にまで侵入していることが好ましい。これにより、第１繊維２ａは、多孔質基材１の内部領域１Ｒに存在する基材繊維１ａに密着し、接着される。よって、乾燥により収縮した場合にも、第１繊維２ａは基材繊維１ａ同士の間にある隙間に侵入した状態を維持することができる。なお、図２では、内部領域１Ｒとその他の領域との境界を破線で示し、内部領域１Ｒをハッチングを付して示している。
In particular, as shown in FIG. 2, after the solvent is removed, the
このとき、堆積した第１繊維２ａの少なくとも一部（図２では、第１繊維２ａａ）が、内部領域１Ｒにまで侵入していればよい。例えば、第１繊維２ａａの上に堆積する第１繊維２ａｂおよび２ａｃは、多孔質基材１の第１主面１Ｘ上に堆積していてもよい。内部領域１Ｒは、積層体１０Ａの断面において、多孔質基材１の第１主面１Ｘの表面の任意の１０点から第１主面の法線方向に平均繊維径Ｄ１離れた１０点を結んでできる線から、第２主面１Ｙまでの領域である。図２では、第１主面１Ｘに堆積した第１繊維２ａを、第１主面１Ｘに近い方から順に第１繊維２ａａ、第１繊維２ａｂ、第１繊維２ａｃとして示す。このとき、例えば、第１繊維２ａａと第１繊維２ａｂ、第１繊維２ａｂと第１繊維２ａｃとは、それぞれ点で密着している。なお、第１主面１Ｘに堆積する第１繊維２ａの配置等は、これに限定されない。
At this time, it is only necessary that at least a part of the accumulated
第１吸引装置２７Ａは、真空ポンプ２７１、バルブ２７３および第１吸引部材２７４Ａを備える。真空ポンプ２７１とバルブ２７３の間には、吸引圧力を高めるためのバッファータンク２７２が介在している。真空ポンプ２７１の構造および動作原理は、空気を吸引することができる限り特に限定されず、公知の真空ポンプを用いることができる。吸引は、バルブ２７３の開閉により制御される。
The
図３に示すように、第１吸引部材２７４Ａは第１吸引面２７４Ａａを備える。第１吸引面２７４Ａａには、１つまたは２以上の第１吸引開口２７４Ａｂが設けられている。第１吸引開口２７４Ａｂはバルブ２７３に連通しており、その形状は特に限定されない。真空ポンプ２７１を稼働させるとともに、バルブ２７３を開くことにより、外部の空気とともに第１繊維２ａが第１吸引開口２７４Ａｂの方に吸引される。
As shown in FIG. 3, the
吸引は、第１吸引面２７４Ａａの周囲を第２主面１Ｙに接触させながら行う。これにより吸引力が高まって、第１繊維２ａの少なくとも一部は、多孔質基材１の隙間に侵入することができる。なお、第１吸引面２７４Ａａの全周が、第２主面１Ｙに接触していなくてもよい。吸引力が高まる点で、吸引は、所定の時間をあけて、間欠的に行うことが好ましい。この場合の吸引の間隔は特に限定されず、例えば、真空ポンプ２７１内部が所定の圧力になったときに、バルブ２７３を開いて吸引を行えばよい。
The suction is performed while the periphery of the first suction surface 274Aa is in contact with the second
吸引力がさらに高まる点で、第１吸引開口２７４Ａｂの面積Ａａ（第１吸引開口２７４Ａｂが複数ある場合は総面積）は、多孔質基材１の搬送が停止している状態において、第１主面１Ｘに堆積される第１繊維２ａの面積Ａ１（図４Ａ、４Ｂ参照）の９０％以下であることが好ましい。このような狭い領域を吸引することにより、第１繊維２ａの少なくとも一部を、多孔質基材１の隙間、さらには内部領域１Ｒにまで侵入させ易くなる。第１吸引開口２７４Ａｂの面積Ａａは、面積Ａ１の１０〜９０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましい。なお、図４Ａおよび４Ｂでは、多孔質基材１の第１吸引面２７４Ａａに対向する部分を切り欠いて示している。
In terms of further increasing the suction force, the area Aa of the first suction opening 274Ab (the total area when there are a plurality of first suction openings 274Ab) is the first main opening in the state where the transport of the
第１吸引開口２７４Ａｂの形状は、多孔質基材１を均等に吸引できる限り、特に限定されない。特に、多孔質基材１に搬送方向Ｄと垂直な線を引いたとき、この線上において第２主面１Ｙにかけられる圧力Ｐ１に偏りがないことが好ましい。第１繊維２ａが均一に堆積させ易いためである。
The shape of the first suction opening 274Ab is not particularly limited as long as the
複数の第１吸引開口２７４Ａｂが第１吸引面２７４Ａａに形成されている場合、第１吸引開口２７４Ａｂは、例えば、図４Ａに示すように、市松模様状に配置されていてもよい。また、図４Ｂに示すように、第１吸引開口２７４Ａｂの形状は、搬送方向Ｄに垂直な方向に沿う長辺を備える長方形であってもよい。このとき、上記長方形は、搬送方向Ｄに沿って並ぶように配置される。上記長辺の長さＬは、多孔質基材１の幅Ｗの８０〜１００％であることが好ましく、９０〜９９％であることがより好ましい。
When the plurality of first suction openings 274Ab are formed in the first suction surface 274Aa, the first suction openings 274Ab may be arranged in a checkered pattern as shown in FIG. 4A, for example. 4B, the shape of the first suction opening 274Ab may be a rectangle having a long side along a direction perpendicular to the transport direction D. At this time, the rectangles are arranged along the transport direction D. The length L of the long side is preferably 80 to 100% of the width W of the
一方、吸引力を高めると、多孔質基材１がスムーズに搬送されない場合がある。そのため、第１吸引部材２７４Ａの第２主面１Ｙとの接触部に、第１回転体２７４ｃを配置することが好ましい。第１回転体２７４ｃは、少なくとも、多孔質基材１の搬送方向Ｄに回転可能な、ボール形状あるいはロール形状の部材である。これにより、第２主面１Ｙと第１吸引部材２７４Ａとの摩擦力が低減される。よって、吸引力を高めながら、多孔質基材１を安定して搬送することができる。
On the other hand, when the suction force is increased, the
表面積が大きくなる点で、第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２は小さいほど好ましく、例えば、基材繊維１ａの平均繊維径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。平均繊維径Ｄ２は、３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径Ｄ２は３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均繊維径Ｄ２がこの範囲であれば、積層体１０Ａを濾材として使用する場合、圧力損失が抑制されるとともに集塵効率が高くなり易い。
From the viewpoint of increasing the surface area, the average fiber diameter D2 of the
第１不織布２Ａの厚みＴ２は、圧力損失の観点から、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましい。第１不織布２Ａの初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、５Ｐａ以上、４０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第１不織布２Ａの単位面積当たりの質量は、圧力損失と集塵効率とのバランスの観点から、０．１ｇ／ｍ２以上、１．５ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、０．２ｇ／ｍ２以上、０．５ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、０．２ｇ／ｍ２以上、０．８ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。
The thickness T2 of the
（第１原料液）
第１原料液は、第１原料樹脂および第１溶媒を含む。第１原料樹脂は第１繊維２ａの原料である。第１溶媒は、第１原料樹脂を溶解させる。第１原料液から、第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１繊維２ａが形成される。第１原料液における第１原料樹脂と第１溶媒との混合比率は、選定される第１原料樹脂の種類および第１溶媒の種類により異なる。第１原料液における第１溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９５質量％である。第１原料液には、第１原料樹脂を溶解させる第１溶媒以外の溶媒や各種添加剤等が含まれていてもよい。
(First raw material liquid)
The first raw material liquid includes a first raw material resin and a first solvent. The first raw material resin is a raw material for the
第１原料樹脂の種類は特に限定されず、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）等のポリマーが挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。第１原料樹脂が２種以上のポリマーを含む場合、ポリマーの１つは、主成分として、第１原料樹脂の８０質量％以上を占めることが好ましい。多孔質基材１上での第１繊維２ａの挙動（多孔質基材１との密着性、あるいは、第１繊維２ａ同士の密着性）が一様になり易いためである。なかでも、第１繊維２ａを電界紡糸法により生成させる場合、電界紡糸法に適している点で、第１原料樹脂の主成分はＰＥＳが好ましい。また、第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２を細くし易い点で、第１原料樹脂の主成分はＰＶＤＦが好ましい。
The type of the first raw resin is not particularly limited. For example, polyamide (PA), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyetherether Ketone (PEEK), Polysulfone (PSF), Polyethersulfone (PES), Polyphenylene sulfide (PPS), Polytetrafluoroethylene (PTFE), Polyarylate (PAR), Polyacrylonitrile (PAN), Polyvinylidene fluoride (PVDF) , Polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), and polyurethane (PU). You may use these individually or in combination of 2 or more types. When the first raw material resin includes two or more kinds of polymers, it is preferable that one of the polymers occupies 80% by mass or more of the first raw material resin as a main component. This is because the behavior of the
第１溶媒は、第１原料樹脂を溶解できるものであれば特に限定されない。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホオキシド、ピリジン、水等を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。なかでも、電界紡糸法に適している点、さらにはＰＥＳおよびＰＶＤＦを溶解し易い点で、ＤＭＡｃが好ましい。 The first solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the first raw material resin. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, hexafluoroisopropanol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dibenzyl alcohol, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl- n-hexyl ketone, methyl-n-propyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, acetone, hexafluoroacetone, phenol, formic acid, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, acetic acid Methyl, ethyl acetate, propyl acetate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride, chloroform, o-chlorotoluene, p- Lorotoluene, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dibromoethane, dibromopropane, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, acetic acid, benzene, toluene, hexane, cyclohexane , Cyclohexanone, cyclopentane, o-xylene, p-xylene, m-xylene, acetonitrile, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide, pyridine, water, etc. Can do. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, DMAc is preferable in that it is suitable for the electrospinning method and further easily dissolves PES and PVDF.
（４）乾燥工程
本工程では、加熱により、第１繊維２ａに含まれる第１溶媒の少なくとも一部を除去する。これにより、多孔質基材１上に堆積した第１繊維２ａおよび多孔質基材１の隙間に侵入した第１繊維２ａは、収縮するとともに、基材繊維１ａと、あるいは第１繊維２ａ同士で点接着する。
(4) Drying step In this step, at least a part of the first solvent contained in the
第１繊維２ａの損傷が抑制される点で、第１繊維２ａは、非接触式の加熱装置３２により加熱されることが好ましい。非接触式の加熱装置３２としては特に限定されず、パネルヒータ等、公知のものを適宜選択すればよい。第１繊維２ａを効率的に加熱できる点で、加熱装置３２は、第１主面１Ｘ側に配置されることが好ましい。加熱温度は、溶媒の沸点等を考慮して、適宜設定すればよい。加熱温度は、例えば、第１不織布２Ａの表面が１００〜２００℃、好ましくは１２０〜１７０℃になるように調整すればよい。
It is preferable that the
［製造装置］
本実施形態の製造装置２００Ａは、例えば、第１主面１Ｘと第２主面１Ｙとを備える多孔質基材１を、搬送ラインの上流に供給する基材供給部と、基材供給部の下流に配置され、第１原料液から第１繊維２ａを生成させるとともに、第１繊維２ａを、搬送される多孔質基材１の第２主面１Ｙ側から第１吸引装置２７Ａにより吸引しながら、第１主面１Ｘに堆積させる堆積部（第１堆積部）と、を具備する。
[manufacturing device]
200 A of manufacturing apparatuses of this embodiment are the base material supply part which supplies the
以下、図５を参照しながら、積層体１０Ａを製造する装置２００Ａについて説明する。製造装置２００Ａは、積層体１０Ａを製造するための製造ラインを構成している。なお、以下では、多孔質基材１が長尺体である場合について説明するが、多孔質基材１の形態はこれに限定されない。
Hereinafter, an apparatus 200 </ b> A for manufacturing the stacked body 10 </ b> A will be described with reference to FIG. 5. 200 A of manufacturing apparatuses comprise the manufacturing line for manufacturing 10 A of laminated bodies. In addition, below, although the case where the
（基材供給部）
基材供給部２０１は、製造ラインの最上流に配置されており、多孔質基材１をロール状に捲回する第１供給リール１２と第１供給リール１２を回転させるモータ１３とを備える。モータ１３によって第１供給リール１２が回転し、多孔質基材１は搬送ローラ１１に供給される。
(Base material supply unit)
The
（堆積部）
第１堆積部２０２Ａは、電界紡糸ユニット（図示せず）を備える。多孔質基材１は、搬送ローラ１１により第１堆積部２０２Ａに搬送される。電界紡糸ユニットが具備する電界紡糸機構は、電界紡糸ユニット内の上方に設置された第１原料液２２Ａを放出するための放出体２３と、放出された第１原料液２２Ａをプラスに帯電させる帯電手段（後述参照）と、多孔質基材１を上流側から下流側に搬送する搬送ローラ２１と、を備えている。なお、電界紡糸ユニットの台数は、特に限定されるものではなく、１台でも２台以上でもよい。また、搬送ローラ２１に替えて、コンベアにより、多孔質基材１を上流側から下流側に搬送してもよい。
(Deposition part)
The
電界紡糸ユニットおよび／または放出体２３が複数ある場合、電界紡糸ユニットごと、あるいは、放出体２３ごとに、形成される第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２を変化させてもよい。第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２は、第１原料液２２Ａの吐出圧力、印加電圧、濃度、放出体２３と多孔質基材１との距離、温度、湿度などを調整することにより、変化させることができる。また、第１繊維２ａの堆積量（第１不織布２Ａの厚み）は、第１原料液２２Ａの吐出圧力、印加電圧、濃度、基材１の搬送速度などを調整することにより、制御される。
When there are a plurality of electrospinning units and / or
放出体２３の多孔質基材１の主面と対向する側には、第１原料液２２Ａの放出口（図示せず）が複数箇所設けられている。放出体２３の放出口と、多孔質基材１との距離は、製造装置の規模や所望の繊維径にもよるが、例えば、１００〜６００ｍｍであればよい。放出体２３は、電界紡糸ユニットの上方に設置された、多孔質基材１の搬送方向と平行な第１支持体２４から下方に延びる第２支持体２５により、自身の長手方向が多孔質基材１の主面と平行になるように支持されている。第１支持体２４は、放出体２３を多孔質基材１の搬送方向とは垂直な方向に揺動させるように、可動であってもよい。
On the side of the
帯電手段は、放出体２３に電圧を印加する電圧印加装置２６と、搬送される多孔質基材１の下方に設置された対電極（図示せず）とで構成されている。対電極は接地（グランド）されている。これにより、放出体２３と対電極との間には、電圧印加装置２６により印加される電圧に応じた電位差（例えば２０〜２００ｋＶ）を設けることができる。なお、帯電手段の構成は、特に限定されない。例えば、対電極はマイナスに帯電されていてもよい。また、対電極を設ける代わりに、ベルト部分が導体から構成されたコンベアにより、多孔質基材１を搬送してもよい。
The charging means includes a
放出体２３は導体で構成されており、長尺の形状を有し、その内部は中空になっている。中空部は第１原料液２２Ａを収容する収容部となる。第１原料液２２Ａは、放出体２３の中空部と連通するポンプ２８の圧力により、原料液タンク２９から放出体２３の中空に供給される。そして、第１原料液２２Ａは、ポンプ２８の圧力により、放出口から多孔質基材１の主面に向かって放出される。放出された第１原料液２２Ａは、帯電した状態で放出体２３と多孔質基材１との間の空間（生成空間）を移動中に静電爆発を起し、繊維状物（第１繊維２ａ）を生成する。生成した第１繊維２ａは、多孔質基材１に堆積し、第１不織布２Ａを形成する。
The
第１繊維２ａを形成する電界紡糸機構は、上記の構成に限定されない。所定の第１繊維２ａの生成空間において、第１原料液２２Ａから静電気力により第１繊維２ａを生成させ、生成した第１繊維２ａを多孔質基材１の主面に堆積させることができる機構であれば、特に限定なく用いることができる。例えば、放出体２３の長手方向に垂直な断面の形状は、上方から下方に向かって次第に小さくなる形状（Ｖ型ノズル）であってもよい。
The electrospinning mechanism for forming the
第１堆積部２０２Ａは、さらに第１吸引装置２７Ａを備える。第１吸引装置２７Ａは、多孔質基材１の第２主面１Ｙ側に、放出体２３に対向するように設置される。放出体２３から放出された第１原料液２２Ａから生成した第１繊維２ａは、第１吸引装置２７Ａによって吸引されて、多孔質基材１の隙間に侵入するように堆積する。
The
（乾燥部）
乾燥部２０３は、加熱装置３２を備える。多孔質基材１は、搬送ローラ２１により乾燥部２０３に搬送される。加熱装置３２は乾燥部２０３の上方（第１主面１Ｘ側）に設置されており、非接触で第１繊維２ａを加熱する。加熱により第１繊維２ａに含まれる第１溶媒の少なくとも一部が除去される。これにより、第１繊維２ａは収縮するとともに、基材繊維１ａと、あるいは第１繊維２ａ同士で点接着する。
(Drying part)
The drying
（保護材供給部）
第１不織布２Ａを保護するために、第１不織布２Ａ側から、保護材３を積層してもよい。この場合、多孔質基材１は、搬送ローラ３１により保護材供給部２０４に搬送される。保護材供給部２０４は、上方に保護材３が捲回された第２供給リール４２を備えており、保護材３は、第２供給リール４２から第１不織布２Ａに供給される。第２供給リール４２は、モータ４３によって回転駆動する。保護材３は、図示しない接着剤を介して第１不織布２Ａに積層されてもよい。保護材３が積層されると、積層体１０Ａは、積層体１０Ａを挟んで配置された一対の加圧ローラ４４の間を経由して、回収部２０５に搬送される。
(Protective material supply unit)
In order to protect the
保護材３は、例えば、多孔質基材１に関して例示された方法により製造された不織布であってもよい。なかでも、積層体１０Ａを濾材として使用する場合、繊維径の小さな不織布が形成され易い点で、保護材３は、メルトブロー法により製造された不織布であることが好ましい。さらに、集塵効果が期待できる点で、保護材３は、帯電処理等によって帯電（永久帯電）されていることが好ましい。永久帯電とは、外部電界が存在しない状態において半永久的に電気分極を保持し、周囲に対して電界を形成している状態である。
The protective material 3 may be, for example, a nonwoven fabric manufactured by the method exemplified for the
保護材３を構成する保護繊維の材質は特に限定されず、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ等のポリエステル、ＰＡ、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、帯電され易い点で、ＰＰが好ましい。保護繊維の平均繊維径も特に限定されず、例えば、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよく、５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよい。 The material of the protective fiber constituting the protective material 3 is not particularly limited, and examples thereof include glass fiber, cellulose, acrylic resin, polyester such as PP, PE, and PET, PA, or a mixture thereof. Among these, PP is preferable because it is easily charged. The average fiber diameter of the protective fibers is not particularly limited, and may be, for example, 0.5 μm or more and 20 μm or less, or 5 μm or more and 20 μm or less.
保護材３の厚みも特に限定されず、１００μｍ以上、５００μｍ以下であってもよく、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。保護材３の単位面積当たりの質量も特に限定されず、１０ｇ／ｍ２以上、５０ｇ／ｍ２以下であってもよく、１０ｇ／ｍ２以上、３０ｇ／ｍ２以下であってもよい。保護材３の初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、１０Ｐａ以上、５０Ｐａ以下程度であることが好ましい。保護材３の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体１０Ａ全体の圧力損失も抑制される。
The thickness of the protective material 3 is also not particularly limited, and may be 100 μm or more and 500 μm or less, or 150 μm or more and 400 μm or less. The mass per unit area of the protective material 3 is not particularly limited, either 10 g / m 2 or more and 50 g / m 2 or less, or 10 g / m 2 or more and 30 g / m 2 or less. The initial pressure loss of the protective material 3 is preferably about 10 Pa or more and 50 Pa or less when measured under the same conditions as described above. If the initial pressure loss of the protective material 3 is within this range, the pressure loss of the
接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とするホットメルト接着剤等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＵ、ＰＥＴ等のポリエステル、ウレタン変性共重合ポリエステル等の共重合ポリエステル、ＰＡ、ポリオレフィン（例えば、ＰＰ、ＰＥ）等が例示できる。ホットメルト接着剤は、加熱により溶融されながら、第１不織布２Ａに付与されるか、あるいは、第１不織布２Ａに付与された後、溶融される。接着剤の付与量は、接合強度および圧力損失の観点から、０．５ｇ／ｍ２以上、１５ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以上、１０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、２ｇ／ｍ２以上、６ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。ホットメルト接着剤を第１不織布２Ａに付与した後、溶融する場合、ホットメルト接着剤の付与は、上記乾燥部２０３において行われてもよい。
The kind of adhesive agent is not specifically limited, For example, the hot-melt-adhesive etc. which have a thermoplastic resin as a main component are mentioned. Examples of the thermoplastic resin include polyesters such as PU and PET, copolymer polyesters such as urethane-modified copolymer polyester, PA, and polyolefins (eg, PP and PE). The hot melt adhesive is applied to the
（回収部）
回収部２０５は、例えば、積層体１０Ａを捲き取る回収リール５２を内蔵している。回収リール５２はモータ５３により回転駆動される。積層体１０Ａは搬送ローラ５１により搬送された後、回収リール５２に捲き取られる。
(Recovery Department)
The
（第２実施形態）
本実施形態に係る製造方法は、準備工程において、第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを備える多孔質基材１を準備すること以外、第１実施形態の製造方法と同様である。本実施形態により、図６に示すような積層体１０Ｂが得られる。図６は、積層体１０Ｂを模式的に示す断面図である。第１凹凸Ｃ１ｘは、多孔質基材１に形成された凹部および凸部である。
(Second Embodiment)
The manufacturing method according to the present embodiment is the same as the manufacturing method according to the first embodiment, except that in the preparation step, the
第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを備える多孔質基材１を用いることにより、形成される第１不織布２Ａにも、第１凹凸Ｃ１ｘに沿う凹凸Ｃ２が形成されて、第１不織布２Ａの表面積がさらに大きくなる。よって、積層体１０Ｂを濾材として用いる場合、積層体１０Ｂの圧力損失の増大が抑制され易くなるとともに、集塵効率が向上する。ここで、「第１凹凸Ｃ１ｘに沿う凹凸Ｃ２」とは、第１凹凸Ｃ１ｘと凹凸Ｃ２とが一致していることに限定されず、凹凸Ｃ２が第１凹凸Ｃ１ｘに倣って形成されていることを含む。すなわち、第１不織布２Ａに形成される凹凸Ｃ２の高低差は、第１凹凸Ｃ１ｘと同じであってもよいし、小さくてもよい。
By using the
第１凹凸Ｃ１ｘの凸部の形状や分布状態は、特に制限されない。例えば、第１凹凸Ｃ１ｘの凸部が複数のポイント状であって、これらが規則的にあるいは不規則に並んでいてもよい。また、第１凹凸Ｃ１ｘの凸部が複数の線状または帯状であって、これらが等間隔に、ストライプ状やジグザグ状で並んでいてもよい。ポイント状の凸部は、例えば、角柱状であってもよく、円柱状や楕円柱状であってもよい。また、凸部は、格子状や網目状に形成されていてもよい。多孔質基材１は、第２主面１Ｙにも複数の凹凸（図示せず）を備えていてもよい。
The shape and distribution state of the protrusions of the first unevenness C1x are not particularly limited. For example, the convex portions of the first unevenness C1x may have a plurality of points, and these may be arranged regularly or irregularly. Moreover, the convex part of the 1st unevenness | corrugation C1x is several linear or strip | belt shape, These may be located in a stripe form or zigzag form at equal intervals. The point-shaped convex portion may be, for example, a prismatic shape, a cylindrical shape, or an elliptical cylindrical shape. Further, the convex portions may be formed in a lattice shape or a mesh shape. The
第１主面１Ｘの表面積が大きくなる点で、隣接する凸部間のピッチＰｐｘ（図７（ａ）参照）は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．２〜２ｍｍであることがより好ましい。また、ピッチＰｐｘは多孔質基材１の平均繊維径Ｄ１の１０〜５００倍であることが好ましく、５０〜２００倍であることがより好ましい。ピッチＰｐｘは、隣接する凸部の中心間の距離である。ポイント状の凸部の中心は、凸部を上方から見てその外縁を定めたときの、外縁で囲まれる図形の中心である。凸部が帯状である場合、その中心は、凸部を囲む最小の幅を有する矩形の長手方向に沿った中心線であり、ピッチＰｐｘは中心線間の最短距離である。上方とは、例えば、第１主面１Ｘの法線方向である。後述する第１凸部６１１Ａについても同様である。なお、第１凸部６１１Ａ間のピッチＰｐ１を求める場合、ローラの周面の法線方向からみて、各凸部の中心を求める。第１主面１Ｘの表面積が広くなり易い点で、凸部の高さ（凹部と凸部との高低差）Ｈｐｘは、０．０２〜０．２ｍｍであることが好ましく、０．０４〜０．１ｍｍであることがより好ましい。
The pitch Ppx (see FIG. 7A) between adjacent convex portions is preferably 0.1 to 5 mm, and preferably 0.2 to 2 mm in that the surface area of the first
（第３実施形態）
本実施形態に係る製造方法は、準備工程が、第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘが形成される前の多孔質基材を準備する工程と、第１主面１Ｘを複数の第１凸部を有する第１ローラにより押圧して、第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを形成する凹凸形成工程と、を含むこと以外、第１実施形態の製造方法と同様である。本実施形態により、積層体１０Ｂと同様の積層体が得られる。
(Third embodiment)
In the manufacturing method according to the present embodiment, the preparation step includes a step of preparing a porous substrate before the first unevenness C1x is formed on the first
以下、本実施形態について、図７を参照しながら、詳細に説明する。図７（ａ）は、凹凸形成工程において、第１ローラおよび第１対向ローラによって第１凹凸Ｃ１ｘが形成される多孔質基材１を示す側面図であり、図７（ｂ）は、第１ローラの一部を拡大して示す側面図であり、図７（ｃ）は、第１対向ローラの一部を拡大して示す側面図である。
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7A is a side view showing the
（１−１）基材を準備する工程
本工程では、第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを有さない多孔質基材１を準備する。準備される多孔質基材１の第１主面１Ｘは、平坦であってもよいし、第１凹凸Ｃ１ｘとは異なる凹凸を有していてもよい。
(1-1) Step of Preparing Substrate In this step, a
（１−２）凹凸形成工程
本工程では、準備された多孔質基材１の第１主面１Ｘに、第１凹凸Ｃ１ｘを形成する。第１凹凸Ｃ１ｘは、第１主面１Ｘを部分的に押圧することにより形成される。
(1-2) Concavity and convexity forming step In this step, the first concavity and convexity C1x is formed on the first
第１主面１Ｘの部分的な押圧は、例えば、複数の第１凸部を有する押圧部材によって行われる。押圧部材は、図６（ａ）および（ｂ）に示すような、周面に複数の第１凸部６１１Ａを有する第１ローラ６１Ａであることが好ましい。これにより、シンプルな構成で、第１主面１Ｘの全面に、第１凸部６１１Ａに対応する第１凹凸Ｃ１ｘを形成することができる。
The partial pressing of the first
第１凸部６１１Ａの形状や分布状態は、特に制限されない。例えば、第１凸部６１１Ａが複数のポイント状の凸部であって、これらが規則的にあるいは不規則に並んでいてもよい。また、第１凸部６１１Ａが複数の線状または帯状の凸部であって、これらが等間隔に、ストライプ状やジグザグ状で並んでいてもよい。ポイント状の凸部は、例えば、角柱状であってもよく、円柱状や楕円柱状であってもよい。また、凸部は、格子状や網目状に形成されていてもよい。
The shape and distribution state of the first
第１主面１Ｘの表面積が大きくなる点で、隣接する第１凸部６１１Ａ間のピッチＰｐ１は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．２〜２ｍｍであることがより好ましい。また、第１主面１Ｘに凹凸が形成され易くなる点で、ピッチＰｐ１は多孔質基材１の平均繊維径Ｄ１の１０〜５００倍であることが好ましく、５０〜２００倍であることがより好ましい。同様の観点から、第１凸部６１１Ａの高さＨｐ１は、０．０２〜０．２ｍｍであることが好ましく、０．０４〜０．１ｍｍであることがより好ましい。高さＨｐ１は、第１凸部６１１Ａの最も高い点に接触する面と、第１ローラ６１Ａの第１凸部６１１Ａ以外の部分との間の最短距離である。
In terms of increasing the surface area of the first
第１対向ローラ６１Ｂは、平滑な表面を有していてもよいが、図７（ａ）および（ｃ）に示すように、上記の第１凸部６１１Ａに対応する凹部６１１Ｂを有することが好ましい。第１ローラ６１Ａおよび凹部６１１Ｂを備える第１対向ローラ６１Ｂで多孔質基材１を押圧することにより、第２主面１Ｙには凹部６１１Ｂ（すなわち、第１凹凸Ｃ１ｘ）に対応する第２凹凸Ｃ１ｙが形成される。よって、押圧による多孔質基材１の圧縮が抑制される。第１凹凸Ｃ１ｘと第２凹凸Ｃ１ｙとは、多孔質基材１に表裏一体に形成されている。第１凸部６１１Ａと凹部６１１Ｂとが対応するとは、第１ローラ６１Ａおよび第１対向ローラ６１Ｂを回転させたときに、第１凸部６１１Ａと凹部６１１Ｂとが係合することをいう。
The first opposing
隣接する凹部６１１Ｂ間のピッチＰｃ１は、第１凸部６１１Ａ間のピッチＰｐ１と同じであることが好ましい。具体的には、ピッチＰｃ１は０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．２〜２ｍｍであることがより好ましい。また、第２主面１Ｙに第２凹凸Ｃ１ｙが形成され易くなる点で、ピッチＰｃ１は多孔質基材１の平均繊維径Ｄ１の１０〜５００倍であることが好ましく、５０〜２００倍であることがより好ましい。凹部６１１Ｂの深さＤｃ１は、第１凸部６１１Ａの高さＨｐ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。深さＤｃ１は、具体的には０．０２〜０．２ｍｍであることが好ましく、０．０４〜０．１ｍｍであることがより好ましい。深さＤｃ１は、凹部６１１Ｂの最も低い点に接触する面と、第１対向ローラ６１Ｂの凹部６１１Ｂ以外の部分との間の最短距離である。
The pitch Pc1 between the adjacent
第１ローラ６１Ａおよび第１対向ローラ６１Ｂの材質は、多孔質基材１の押圧に必要な硬度を有する限り特に制限されない。例えば、樹脂、金属、セラミックスなどの押圧部材として使用される公知の材質が挙げられる。第１対向ローラ６１Ｂが平滑な表面を有する場合、少なくとも第２主面１Ｙに接触する部分がゴム製であることが好ましい。
The material of the first roller 61 </ b> A and the first counter roller 61 </ b> B is not particularly limited as long as it has the hardness necessary for pressing the
第１凹凸Ｃ１ｘの形成は、多孔質基材１を加熱しながら行うことが好ましい。多孔質基材１が塑性変形し易くなるためである。この場合、第１ローラ６１Ａおよび第１対向ローラ６１Ｂの少なくとも一方に、加熱可能なローラを用いることが好ましい。なかでも、第１主面１Ｘに接触するローラ（この場合、第１ローラ６１Ａ）として、加熱可能なローラを用いることが好ましい。加熱下で第１凹凸Ｃ１ｘの形成を行う場合、加熱温度は、多孔質基材１の表面が、例えば１００〜２００℃、好ましくは１２０〜１７０℃になるように調整することが好ましい。加熱可能なローラとしては、ヒータを内蔵するローラや接続したヒータから加熱可能なローラなどが例示される。
The formation of the first unevenness C1x is preferably performed while heating the
なお、図７（ａ）では、多孔質基材１の第１主面１Ｘを、第１凸部６１１Ａを有する第１ローラ６１Ａで押圧しているが、第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを形成する方法は、これに限定されない。例えば、第２主面１Ｙを第１ローラ６１Ａで押圧してもよい。このとき、対向ローラとして、上記したような凹部６１１Ｂを備えるローラを用いるか、あるいは、平滑な表面を備えるローラを用いることが好ましい。
In FIG. 7A, the first
［製造装置］
凹凸形成工程を実施する製造装置２００Ｂは、第１第１堆積部２０２Ａの上流に凹凸形成部を備えること以外、製造装置２００Ａと同様である。凹凸形成部では、多孔質基材１の第１主面１Ｘに第１凹凸Ｃ１ｘを形成する。
以下、図８を参照しながら、製造装置２００Ｂについて説明する。図８は、製造装置２００Ｂの一例の構成を概略的に示す図であり、同じ機能を備える部材には、同じ符号を付している。製造装置２００Ｂは、積層体１０Ｂを製造するための製造ラインを構成している。
[manufacturing device]
The
Hereinafter, the
（凹凸形成部）
凹凸形成部２０６は、複数の第１凸部６１１Ａを有する第１ローラ６１Ａと、第１ローラ６１Ａに対向し、凹部６１１Ｂを有する第１対向ローラ６１Ｂと、を備える。凹凸形成部２０６に搬送された多孔質基材１は、第１ローラ６１Ａおよび第１対向ローラ６１Ｂにより押圧され、その主面には、それぞれ第１凹凸Ｃ１ｘおよび第２凹凸Ｃ１ｙが形成される。このとき、第１ローラ６１Ａとして加熱可能なローラを用いて、多孔質基材１を加熱することが好ましい。
(Unevenness forming part)
The
（第４実施形態）
本実施形態では、第１堆積工程の後、さらに、第２繊維の第２原料樹脂を含む第２原料液から第２繊維を生成させて、第２繊維を、第１繊維２ａを介して多孔質基材１に堆積させること以外、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態の製造方法と同様である。本実施形態において、多孔質基材１には２層の不織布が積層される。
以下、本実施形態について、図９を参照しながら、詳細に説明する。図９は、本実施形態に係る積層体１０Ｃを模式的に示す断面図である。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, after the first deposition step, the second fiber is further generated from the second raw material liquid containing the second raw material resin of the second fiber, and the second fiber is made porous through the
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a
（第２堆積工程）
本工程では、例えば電界紡糸法により、第２原料液から、第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２繊維２ｂが生成される。図９に示すように、生成された第２繊維２ｂは、多孔質基材１上に第１不織布２Ａを介して堆積し、第２不織布２Ｂを形成する。多孔質基材１および第１不織布２Ａは、噴射される第２原料液のターゲットであり、生成する第２繊維２ｂを収集するコレクタとして機能する。
(Second deposition process)
In this step, the
このとき、第１繊維２ａと同様に、第２主面１Ｙ側から第２繊維２ｂを吸引することが好ましい。これにより、第２繊維２ｂは、第１不織布２Ａに形成された微細な凹凸（あるいは、凹凸２Ｃ）に沿うように堆積し、形成される第２不織布２Ｂの表面積も拡大する。よって、積層体１０Ｃを濾材として使用する場合、圧力損失の増大がさらに抑制されるとともに、集塵効率が向上する。
At this time, similarly to the
第２繊維２ｂの吸引は、例えば、第１吸引装置２７Ａと同様の構成を備える第２吸引装置２７Ｂによって行われる。第２繊維２ｂの吸引もまた、第２主面１Ｙに第２吸引面の周囲を接触させながら行われることが好ましい。このとき、第２吸引装置によって第２主面１Ｙにかかる圧力Ｐ２は、第１吸引装置２７Ａによって第２主面１Ｙにかかる圧力Ｐ１と異なることが好ましい。第２繊維２ｂの原料樹脂や紡糸条件、第１繊維２ａの堆積状態、第２繊維２ｂの所望の堆積状態等を考慮して、吸引条件を適切に設定することができるためである。なお、圧力Ｐ２は、第２吸引装置によって第２主面１Ｙにかけられる圧力である。圧力Ｐ２は、例えば、５〜５００Ｐａである。
The suction of the
例えば、図９に示すように、第２繊維２ｂを多孔質基材１の内部領域１Ｒの上方に堆積させる場合、圧力Ｐ１よりも小さな圧力Ｐ２で第２繊維２ｂを吸引すればよい。この場合、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間に空間が生じ易くなる。そのため、特に圧力損失の増大の抑制効果および集塵効率の向上効果が高い。また、第２不織布２Ｂに、第１不織布２Ａに沿った凹凸を形成する場合には、圧力Ｐ１と同程度の圧力Ｐ２で第２繊維２ｂを吸引すればよい。
For example, as shown in FIG. 9, when the
第２吸引装置２７Ｂに形成される吸引開口（図示せず）の面積Ａｂは、特に限定されず、圧力Ｐ２を考慮して適宜設定すればよい。面積Ａｂは、第１吸引開口２７４Ａｂの面積Ａａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。圧力Ｐ２を圧力Ｐ１と同程度にする場合、面積Ａｂは、上記面積Ａ１の８０〜１００％であることが好ましく、９０〜９９％であることがより好ましい。第２吸引装置２７Ｂの吸引開口の形状も特に限定されず、第１吸引開口２７４Ａｂと同じであってもよいし、異なっていてもよい。圧力Ｐ２を圧力Ｐ１と同程度にする場合、第２吸引装置２７Ｂの吸引開口は、図４Ａおよび図４Ｂに示すような形状であることが好ましい。
The area Ab of the suction opening (not shown) formed in the
第２原料液は、第２繊維２ｂの原料である第２原料樹脂および第２溶媒を含む。第２溶媒は、第２原料樹脂を溶解させる。第２原料液から、第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２繊維２ｂが形成される。第２原料樹脂および第２溶媒としては、第１原料樹脂および第１溶媒と同じ化合物が例示できる。第１原料樹脂と第２原料樹脂とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１原料樹脂と第２原料樹脂とが異なる場合（すなわち、第１繊維２ａと第２繊維２ｂとの材質が異なる場合）、得られる積層体１０Ｃに多様な機能を付与することができる。第１原料樹脂と第２原料樹脂とが異なるとは、主成分（第１原料樹脂および第２原料樹脂の８０質量％以上を占める化合物）が異なることをいう。
The second raw material liquid includes a second raw material resin that is a raw material of the
第２不織布２Ｂの表面積がさらに拡大する点で、第２繊維２ｂの平均繊維径Ｄ３は小さいほど好ましく、例えば、基材繊維１ａの平均繊維径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。平均繊維径Ｄ３は、３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径Ｄ３は３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均繊維径Ｄ３は、第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。平均繊維径Ｄ３と平均繊維径Ｄ２との関係は、用途等に応じて、適宜決定すればよい。
In view of further increasing the surface area of the second
第２不織布２Ｂの厚みＴ３は、圧力損失の観点から、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましい。厚みＴ３は、第１不織布２Ａの厚みＴ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、平均繊維径Ｄ３が平均繊維径Ｄ２よりも大きい場合、厚みＴ３は厚みＴ２よりも大きくなり得る。
From the viewpoint of pressure loss, the thickness T3 of the second
第２不織布２Ｂの初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、５Ｐａ以上、４０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第２不織布２Ｂの単位面積当たりの質量は、圧力損失と集塵効率とのバランスの観点から、０．１ｇ／ｍ２以上、１．５ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、０．２ｇ／ｍ２以上、０．５ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、０．２ｇ／ｍ２以上、０．８ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。
The initial pressure loss of the second
［製造装置］
本実施形態の製造装置２００Ｃは、第１堆積部２０２Ａの下流であって、乾燥部２０３（あるいは保護材供給部２０４）の上流に第２堆積部を備えること以外、製造装置２００Ａまたは２００Ｂと同様である。第２堆積部では、第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から第２繊維２ｂを生成し、生成した第２繊維２ｂを、多孔質基材１上に第１不織布２Ａを介して堆積させて、第２不織布２Ｂを形成する。
[manufacturing device]
The
以下、図１０を参照しながら、製造装置２００Ｃについて説明する。図１０は、製造装置２００Ｃの一例の構成を概略的に示す図であり、同じ機能を備える部材には、同じ符号を付している。製造装置２００Ｃは、積層体１０Ｃを製造するための製造ラインを構成している。なお、図１０では、凹凸形成部２０６を備えない装置を示しているがこれに限定されず、基材供給部２０１と第１堆積部２０２Ａとの間に、凹凸形成部２０６を配置してもよい。
Hereinafter, the
（第２堆積部）
第２堆積部２０２Ｂは、第１堆積部２０２Ａと同様の構成を有する電界紡糸機構を備える。第２原料液２２Ｂの吐出圧力、印加電圧、濃度、放出体２３と多孔質基材１との距離、温度、湿度などを調整することにより、第１繊維２ａと異なる平均繊維径を有する第２繊維２ｂ、あるいは、第１繊維２ａと同じ平均繊維径を有する第２繊維２ｂを生成することができる。また、第２原料液２２Ｂの吐出圧力、印加電圧、濃度、多孔質基材１の搬送速度などを調整することにより、第１不織布２Ａと異なる厚みを有する第２不織布２Ｂ、あるいは、第１不織布２Ａと同じ厚みを有する第２不織布２Ｂを形成することができる。第２堆積部２０２Ｂは、さらに第２吸引装置２７Ｂを備えていてもよい。
(Second deposition part)
The
なお、本実施形態では、多孔質基材１上に、第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂを積層する場合を例示したが、これに限定されない。第２不織布２Ｂ上に、さらに他の不織布を積層してもよく、多孔質基材１上に積層される不織布の数は特に限定されない。
In addition, in this embodiment, although the case where the
本発明により得られる積層体は、不織布の表面積が大きいため、空気清浄機、あるいは空調機の濾材、電池用の分離不織布、燃料電池用のメンブレン、妊娠検査不織布等の体外検査不織布、細胞培養用等の医療用不織布、防塵マスク等の防塵布や防塵服、化粧用不織布、塵を拭き取る拭取不織布等として、好適である。 Since the laminate obtained by the present invention has a large surface area of the nonwoven fabric, it is used for in vitro inspection nonwoven fabrics such as filter media for air purifiers or air conditioners, separation nonwoven fabrics for batteries, membranes for fuel cells, pregnancy testing nonwoven fabrics, and for cell culture. It is suitable as a non-woven fabric for medical use, a dust-proof cloth such as a dust-proof mask, a dust-proof garment, a non-woven fabric for makeup, and a wiping non-woven fabric for wiping off dust.
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：積層体
１：多孔質基材
１ａ：基材繊維
１Ｒ：内部領域
２Ａ：第１不織布
２ａ、２ａａ、２ａｂ、２ａｃ：第１繊維
２Ｂ：第２不織布
２ｂ：第２繊維
３：保護材
２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ：製造装置
２０１：基材供給部
１１：搬送ローラ
１２：第１供給リール
１３：モータ
２０２Ａ：第１堆積部
２０２Ｂ：第２堆積部
２１：搬送ローラ
２２Ａ：第１原料液
２２Ｂ：第２原料液
２３：放出体
２４：第１支持体
２５：第２支持体
２６：電圧印加装置
２７Ａ：第１吸引装置
２７Ｂ：第２吸引装置
２７１：真空ポンプ
２７２：バッファータンク
２７３：バルブ
２７４Ａ：第１吸引部材
２７４Ａａ：第１吸引面
２７４Ａｂ：第１吸引開口
２７４Ａｃ：第１回転体
２８：ポンプ
２９：原料液タンク
２０３：乾燥部
３１：搬送ローラ
３２：加熱装置
２０４：保護材供給部
４２：第２供給リール
４３：モータ
４４：加圧ローラ
２０５：回収部
５１：搬送ローラ
５２：回収リール
５３：モータ
２０６：凹凸形成部
６１Ａ：第１ローラ
６１１Ａ：第１凸部
６１Ｂ：第１対向ローラ
６１１Ｂ：凹部
10A, 10B, 10C: laminate 1:
274Aa: first suction surface
274Ab: First suction opening
274Ac: first rotating body 28: pump 29: raw material liquid tank 203: drying unit 31: transport roller 32: heating device 204: protective material supply unit 42: second supply reel 43: motor 44: pressure roller 205: recovery unit 51: Conveying roller 52: Collection reel 53: Motor 206: Concavity and
Claims (11)
前記多孔質基材を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、
第１繊維の第１原料液から前記第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を、搬送される前記多孔質基材の前記第２主面側から第１吸引面を備える第１吸引装置により吸引しながら、前記第１主面に堆積させる第１堆積工程と、を具備し、
前記第１吸引面が、少なくとも１つの第１吸引開口を備え、
前記第１繊維の吸引が、前記第２主面に前記第１吸引面の周囲を接触させながら行われる、積層体の製造方法。 A first preparation step of preparing a porous substrate comprising a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A conveying step of supplying the porous substrate upstream of a conveying line and conveying the material downstream;
A first suction device that generates the first fiber from the first raw material liquid of the first fiber and includes the first suction surface from the second main surface side of the porous base material that is transported of the first fiber. A first deposition step of depositing on the first main surface while suctioning by
The first suction surface comprises at least one first suction opening;
The manufacturing method of a laminated body, wherein the suction of the first fibers is performed while the periphery of the first suction surface is in contact with the second main surface.
前記溶媒が除去された後の前記第１繊維が、前記基材繊維の平均繊維径よりも大きい侵入深さで前記多孔質基材の内部にまで侵入している、請求項２に記載の積層体の製造方法。 The porous substrate is a nonwoven fabric containing substrate fibers,
The lamination according to claim 2, wherein the first fiber after the solvent is removed penetrates into the porous base material at a penetration depth larger than an average fiber diameter of the base fiber. Body manufacturing method.
前記第１主面に第１凹凸が形成される前の前記基材を準備する工程と、
前記第１主面側に配置され、複数の第１凸部を有する第１ローラと、前記第１主面とは反対側の第２主面側に配置される第１対向ローラと、により前記基材を押圧して、前記第１主面に前記第１凹凸を形成する凹凸形成工程と、を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 The preparation step includes
Preparing the base material before the first unevenness is formed on the first main surface;
The first roller disposed on the first main surface side and having a plurality of first protrusions, and the first opposing roller disposed on the second main surface side opposite to the first main surface, The manufacturing method of the laminated body as described in any one of Claims 1-4 including the unevenness | corrugation formation process which presses a base material and forms the said 1st unevenness | corrugation in the said 1st main surface.
前記長辺の長さが、前記多孔質基材の前記搬送方向に垂直な方向の長さの８０〜１００％であり、
前記第１吸引開口が、前記搬送方向に沿って複数並んでいる、請求項７に記載の積層体の製造方法。 The shape of the first suction opening is a rectangle having a long side along a direction perpendicular to the transport direction of the porous substrate,
The length of the long side is 80 to 100% of the length of the porous substrate in the direction perpendicular to the transport direction,
The manufacturing method of the laminated body of Claim 7 with which the said 1st suction opening is located in a line along the said conveyance direction.
前記第１堆積工程の後、第２繊維の第２原料液から前記第２繊維を生成させるとともに、前記第２繊維を、搬送される前記多孔質基材の前記第２主面側から第２吸引面を備える第２吸引装置により吸引しながら、前記第１繊維を介して前記多孔質基材の前記第１主面に堆積させる第２堆積工程を具備し、
前記第２吸引面が、少なくとも１つの第２吸引開口を備え、
前記第２繊維の吸引が、前記第２主面に前記第２吸引面の周囲を接触させながら行われ、
前記第１吸引装置によって前記第２主面にかかる圧力と、前記第２吸引装置によって前記第２主面にかかる圧力とが異なる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 further,
After the first deposition step, the second fiber is generated from the second raw material liquid of the second fiber, and the second fiber is second from the second main surface side of the porous substrate to be conveyed. Comprising a second deposition step of depositing on the first main surface of the porous substrate through the first fibers while sucking with a second suction device having a suction surface;
The second suction surface comprises at least one second suction opening;
The suction of the second fiber is performed while the periphery of the second suction surface is in contact with the second main surface,
The stacked body according to any one of claims 1 to 9, wherein a pressure applied to the second main surface by the first suction device is different from a pressure applied to the second main surface by the second suction device. Production method.
前記基材供給部の下流に配置され、第１原料液から第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を、搬送される前記多孔質基材の前記第２主面側から吸引しながら、前記第１主面に堆積させる堆積部と、を具備し、
前記吸引装置が、前記第２主面にその周囲が接触する吸引面を備え、
前記吸引面が、少なくとも１つの吸引開口を備える、積層体の製造装置。
A base material supply section for supplying a porous base material provided with a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface to the upstream of the transport line;
While being arranged downstream of the base material supply unit and generating the first fibers from the first raw material liquid, while sucking the first fibers from the second main surface side of the porous base material being conveyed, A depositing portion deposited on the first main surface,
The suction device includes a suction surface whose periphery contacts the second main surface;
The stack manufacturing apparatus, wherein the suction surface includes at least one suction opening.
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