JP6551770B2 - 不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 - Google Patents
不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6551770B2 JP6551770B2 JP2015002648A JP2015002648A JP6551770B2 JP 6551770 B2 JP6551770 B2 JP 6551770B2 JP 2015002648 A JP2015002648 A JP 2015002648A JP 2015002648 A JP2015002648 A JP 2015002648A JP 6551770 B2 JP6551770 B2 JP 6551770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer
- core
- nonwoven fabric
- solution
- sheath
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 title claims description 137
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 282
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 70
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 58
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 31
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 26
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 13
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 26
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 8
- UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N methylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1 UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N methyl-cycloheptane Natural products CC1CCCCCC1 GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- DSRXQXXHDIAVJT-UHFFFAOYSA-N acetonitrile;n,n-dimethylformamide Chemical compound CC#N.CN(C)C=O DSRXQXXHDIAVJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 150000003950 cyclic amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000009597 pregnancy test Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Description
前記芯部は、第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも極性が小さい、不織布に関する。
第1局面に係る不織布では、前記第1ポリマーは、ポリエーテルスルホンおよびポリアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種を含む。
第2局面に係る不織布では、前記ナノファイバは、前記芯部の一部の表面が露出した露出部を有し、前記芯部の表面において、前記露出部の面積が前記鞘部の面積よりも大きい。
前記芯部は、第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも誘電率が低い、不織布に関する。
第3局面に係る不織布では、前記第1ポリマーは、ポリエーテルスルホンおよびポリアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種を含む。
第4局面に係る不織布では、前記ナノファイバは、前記芯部の一部の表面が露出した露出部を有し、前記芯部の表面において、前記露出部の面積が前記鞘部の面積よりも大きい。
気体の吐き出し部と、
前記吸い込み部と前記吐き出し部との間に配置された上記の不織布と、を備えた空気清浄機に関する。
ナノファイバ形成空間において、前記第1溶液から静電気力によりナノファイバを生成させ、生成した前記ナノファイバを堆積させて不織布を形成する第2工程と、を含み、
前記ナノファイバは、前記第1ポリマーを含む芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆い、かつ前記第2ポリマーを含む鞘部とを含む、不織布の製造方法に関する。
本発明の実施形態に係る不織布は、芯部と、芯部の少なくとも一部の表面を覆う鞘部とを含むナノファイバを含み、芯部は、第1ポリマーを含み、鞘部は、第2ポリマーを含む。ここで、第2ポリマーは、第1ポリマーよりも極性が小さい(または誘電率が低い)。
(第1ポリマー)
繊維の芯部を形成する第1ポリマーは、第2ポリマーよりも極性が大きい(または誘電率が高い)。なお、ポリマーの極性は誘電率(比誘電率ε)で表すことができる。
なお、本明細書中、ポリマーの重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定される分子量分布から求められる値である。
芯部の表面に付着して鞘部を形成する第2ポリマーは、第1ポリマーよりも極性が小さい(または誘電率が低い)。
第2ポリマーの誘電率(比誘電率ε)は、周波数106Hzにおいて、2.7未満であることが好ましく、さらに好ましくは2〜2.65または2.2〜2.6である。
第1ポリマーの誘電率と第2ポリマーの誘電率との差は、例えば、0.5以上であり、好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.9以上であってもよい。
ここで、平均繊維径とは、例えば、10本の任意の繊維についてそれぞれ1箇所の直径を計測し、これらの平均値として求められる。繊維の直径とは、繊維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。
本発明の実施形態に係る不織布は、例えば、第1ポリマーおよび第2ポリマーの溶融混合物を用いて電界紡糸法により製造してもよいが、好ましくは、第1ポリマー(またはその前駆体)および第2ポリマーの双方を含む溶液を用いる電界紡糸法により得ることができる。具体的には、第1ポリマーまたはその前駆体と第2ポリマーとを含む溶液(第1溶液)を調製する第1工程、および、繊維形成空間において、第1溶液から静電気力により繊維を生成させ、生成した繊維を堆積させて不織布を形成する第2工程とを経ることにより、不織布を製造できる。第2工程において、繊維を生成させる際に、第1ポリマーと第2ポリマーとの極性(または誘電率)の違いにより、第1ポリマーが芯部を形成し、この芯部の少なくとも一部の表面を覆うように、第2ポリマーを含む鞘部が形成される。なお、第1ポリマーがポリイミドなどの場合には、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸など)と第2ポリマーとを含む溶液を第1溶液として用い、不織布の製造過程で適宜加熱することなどにより、ポリイミド前駆体からポリイミド(第1ポリマー)を生成させてもよい。
第1工程において、第1溶液は、第1ポリマー(またはその前駆体)と第2ポリマーとを溶媒に溶解させることにより調製してもよい。第1ポリマー(またはその前駆体)と第2ポリマーとは極性(または誘電率)に差がある(好ましくは差が大きい)ため、それぞれのポリマー(または前駆体)を溶解し易い溶媒が異なり、双方のポリマー(または前駆体)が一様に溶解した溶液を調製しにくい。そのため、第1溶液の調製においては、第1ポリマー(またはその前駆体)に対する良溶媒(第1溶媒)と、第2ポリマーに対する良溶媒(第2溶媒)とを少なくとも用い、必要に応じて、第1溶媒と第2溶媒との親和性(または相溶性)を高める溶媒(第3溶媒)を併用してもよい。
第1ポリマー溶液は、第1ポリマー(またはその前駆体)を第1溶媒に溶解させることにより調製できる。
第1溶媒としては、第1ポリマー(またはその前駆体)を溶解し、揮発などにより除去可能なものであれば特に制限されない。このような溶媒としては、非プロトン性の極性有機溶媒、例えば、メタノール;エチレングリコール;アセトン;アセトニトリルなどのニトリル;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド(鎖状または環状アミドなど);ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1ポリマー溶液は、必要に応じて、電界紡糸で使用される公知の添加剤を含んでもよい。
第2ポリマー溶液は、第2ポリマーを第2溶媒に溶解させることにより調製できる。
第2溶媒としては、第2ポリマーを溶解し、揮発などにより除去可能なものが好ましい。第2溶媒は、第1溶媒よりも極性が小さいものを用いることが好ましく、第1溶媒と非相溶性の非プロトン性の有機溶媒が好ましい。このような第2溶媒としては、極性パラメータP’が3未満(例えば、−1以上3未満)である非プロトン性の有機溶媒などが挙げられる。このような有機溶媒は一般に低極性有機溶媒または無極性有機溶媒と呼ばれるものであってもよい。
第2ポリマー溶液は、必要に応じて、電界紡糸で使用される公知の添加剤を含んでもよい。
第1ポリマー溶液と第2ポリマー溶液との混合には、公知の混合装置(または攪拌装置)、例えば、各種ミキサ(遊星式など)、種々の攪拌翼(または攪拌羽)を備えた攪拌機、ディスパー、および/またはスターラーなどが使用できる。第1ポリマー溶液と第2ポリマー溶液とが相分離する場合には、遊星式ミキサなどの大きなせん断力が付与され易い混合装置を用いることが好ましい。
混合の際には、必要に応じて加熱してもよい。
工程dでは、工程cで得られた混合物から、第1ポリマー(またはその前駆体)および第2ポリマーを含む溶液を、第1溶液として分離する。より具体的には、工程cで得られた混合物を静置して、第1ポリマー(またはその前駆体)、第2ポリマー、および第2溶媒を含む溶液を相分離させ、この溶液を第1溶液として回収することで第1溶液を分離してもよい。
第2工程では、第1工程で得られた第1溶液を電界紡糸により繊維化し、不織布を形成する。
電界紡糸法では、静電延伸現象によりナノファイバを生成させる。より具体的には、第1溶液を電界紡糸の原料液として用いると、帯電された空間中に流出された原料液からは、空間を飛行中に徐々に溶媒が蒸発していく。これにより、飛行中の原料液の体積は徐々に減少していくが、原料液に付与された電荷は、原料液に留まる。その結果、空間を飛行中の原料液の電荷密度は、徐々に上昇することとなる。そして、原料液の電荷密度が高まり、原料液の中に発生する反発方向のクーロン力が原料液の表面張力よりも勝った時点で、原料液が爆発的に線状に延伸される現象が生じる。この現象が静電延伸現象である。静電延伸現象によれば、ナノファイバを効率よく製造することができる。
不織布形成装置40は、電界紡糸機構を具備する。より具体的には、電界紡糸機構は、装置内の上方に設置された原料液を放出するためのノズル(放出体)を含む放出部42Aと、放出された原料液(第1溶液)を帯電させる帯電手段と、放出部42Aと対向するように不織布Eを上流側から下流側に搬送する搬送コンベア41と、を備えている。搬送コンベア41は、基材Eとともに繊維を収集するコレクタ部として機能し、基材Eの表面(主面)には、放出部42Aから放出されたナノファイバが堆積される。
図2および図3に示されるように、放出部42Aは、原料液を放出するための放出体42を有しており、放出体42の上部には、放出体42に原料液45を供給するための導管50が接続されている。また、放出体42の上方には、図示しない送風機構が設けられている。送風機構により、放出体42の上方から送風を行うことで、ナノファイバ生成を阻害する溶媒蒸気やイオン風を効率よく換気することができる。
本発明の一実施形態に係る空気清浄機は、濾材としての上記の不織布を備えていればよく、これ以外の構成要素は公知のもので構成できる。空気清浄機は、例えば、気体(具体的には、空気)の吸い込み部と、気体の吐き出し部と、これらの間に配置された上記の不織布とを備えていてもよい。濾材は、1枚の不織布で構成してもよく、2枚以上の不織布を積層した積層体で構成してもよい。
空気清浄機100は、不織布10と、気体の吸い込み部60と、気体の吐き出し部61とを備える。不織布10は、主面2Aが吸い込み部60に対向するように、吸い込み部60と吐き出し部61との間に配置される。不織布10は、蛇腹状にプリーツ加工されて配置されても良い。
(1)ポリマー溶液の調製
第1ポリマーとしてPESをDMAcに溶解させ、PESを20質量%の濃度で含む第1ポリマー溶液を調製した。使用したPESは、分子量30000〜120000の範囲に複数のピークを有しており、Mwは75000であり、Mw/Mn比は2.4であった。また、PESの誘電率は約3.5であり、体積固有抵抗は1015Ω・cmであった。
第2ポリマーとしてPPをメチルシクロヘキサンに溶解させ、PPを20質量%の濃度で含む第2ポリマー溶液を調製した。使用したPPのMwは70000であり、Mw/Mn比は2であった。PPの誘電率は、約2.5であり、体積固有抵抗は1016Ω・cmであった。
第1ポリマー溶液と第2ポリマー溶液とを、第1ポリマーと第2ポリマーとが質量比1:1となるような割合で混合し、遊星式ミキサを用いて攪拌速度1000rpm(公転速度)で、8分間攪拌した。
上記(2)で得られた混合物を分液ロートに移し、4時間静置したところ、メチルシクロヘキサンを含む上層とDMAcを含む下層の2相に分離した。なお、この混合物を相分離する静置時間は最低限10分必要であるが、1時間以上とすることが望ましい。分液ロートを用いて、下層を除去し、上層の溶液を回収した。上層の溶液の成分を高速液体クロマトグラフにより分析したところ、PESとPPの双方を含んでいた。上層の溶液に含まれるPESの分子量分布を調べたところ、PESのMwは64000であり、Mw/Mn比は1.3であった。
図1に示すような製造システムにより、上記(3)で得られた溶液(第1溶液)を原料液として用いて、下記の条件で、電界紡糸することにより基材の主面にナノファイバを堆積させ、不織布を作製した。
電界紡糸条件:
印加電圧:50kV
溶液吐出圧:20kPa
温度:26℃、
湿度:57%RH
得られた不織布において、ナノファイバの平均繊維経は795nmであった。また、不織布の厚みは300μmであり、単位面積当たりの質量は0.8g/m2であった。
得られた不織布の電子顕微鏡写真を図6および図7に示す。図7は、図6の四角で囲んだ部分Aの拡大図である。
不織布を用いて、下記の手順で集塵効率および圧力損失を評価した。
(a)集塵効率(計数法)
不織布を縦12cm×横12cmのサイズに裁断し、サンプルとした。このサンプルに、大気粉塵を、面風速5.3cm/secで吸引させた。サンプルの上流側の粉塵濃度(個数)をC0、下流側の粉塵濃度(個数)をC1として、集塵効率(=1−C1/C0)×100(%)を算出した。個数濃度は、光散乱式自動粒子計数器を用いて求めた。
上記(a)と同様に集塵試験を行い、サンプルの上流側の空気圧P0と下流側の空気圧P1とを測定し、圧力損失(=P0−P1)を算出した。空気圧の測定には、JIS B 9908形式1(計数法)の規格に準拠して、マノメータを使用した。
第1溶液に代えて、第1ポリマー溶液を原料液として用いて電界紡糸を行った以外は、実施例1と同様にして不織布を作製し、評価を行った。得られた不織布の厚みは300μmであり、単位面積当たりの質量は0.9g/m2であり、繊維の平均繊維経は832nmであった。
不織布の電子顕微鏡写真を図8に示す。
第1溶液に代えて、第2ポリマー溶液を原料液として用い電界紡糸を試みた以外は、実施例1と同様の操作を行ったが、繊維を形成できなかった。
実施例および比較例の結果を表1に示す。
図8に示されるように比較例1の不織布の繊維の表面は滑らかである。それに対して、図7に示されるように実施例1の不織布の繊維では、PESで形成された芯部の表面をところどころ覆うようにPPの鞘部が形成されていた。鞘部が形成されていることで実施例1の不織布の繊維表面は、比較例1とは異なり凹凸が形成されていた。この凹凸と表面に帯電性が高いPPが存在することで、実施例1では比較例1に比べて高い集塵効果が得られたと考えられる。
40:不織布形成装置、41:搬送コンベア、42A:放出部、42:放出体、42a:放出口、42b:テーパ部、43:電圧印加装置、44:対電極、45:原料液(第1溶液)、45a:原料液タンク、46:ポンプ、48:第1支持体、49:第2支持体、50:導管、52:収容部
70:回収装置、71:搬送ローラ、72:回収リール、74:モータ
E:不織繊維構造を有する基材、Ea:基材の主面、F:不織布
Claims (14)
- 芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆う鞘部とを含むナノファイバを含み、
前記芯部は、ポリエーテルスルホンおよびポリアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種を含む第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも極性が小さい、不織布。 - 芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆う鞘部とを含むナノファイバを含み、
前記芯部は、ポリエーテルスルホンおよびポリアクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種を含む第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも誘電率が低い、不織布。 - 前記ナノファイバは、電界紡糸法により形成される、請求項1または2に記載の不織布。
- 前記第2ポリマーの量は、前記第1ポリマー100質量部に対して10〜1000質量部である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記ナノファイバは、前記芯部の一部の表面が露出した露出部を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の不織布。
- 前記芯部の表面において、前記露出部の面積が前記鞘部の面積よりも大きい、請求項5に記載の不織布。
- 気体の吸い込み部と、
気体の吐き出し部と、
前記吸い込み部と前記吐き出し部との間に配置された請求項1〜6のいずれか1項に記載の不織布と、を備えた空気清浄機。 - 第1ポリマーまたはその前駆体と前記第1ポリマーよりも極性が小さい第2ポリマーとを含む第1溶液を調製する第1工程、
ナノファイバ形成空間において、前記第1溶液から静電気力によりナノファイバを生成させ、生成した前記ナノファイバを堆積させて不織布を形成する第2工程と、を含み、
前記ナノファイバは、前記第1ポリマーを含む芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆い、かつ前記第2ポリマーを含む鞘部とを含む、不織布の製造方法。 - 前記第1工程は、
前記第1ポリマーと前記第1ポリマーを溶解する第1溶媒とを含む第1ポリマー溶液を調製する工程a、
前記第2ポリマーと前記第2ポリマーを溶解し、かつ前記第1溶媒と非相溶性の第2溶媒とを含む第2ポリマー溶液を調製する工程b、
前記第1ポリマー溶液と前記第2ポリマー溶液とを攪拌により混合する工程c、ならびに
前記工程cで得られた混合物から、前記第1ポリマーおよび前記第2ポリマーを含む溶
液を、前記第1溶液として分離する工程d、を含む請求項8に記載の不織布の製造方法。 - 前記第2溶媒は、前記第1溶媒よりも極性が小さい請求項9に記載の不織布の製造方法。
- 前記第1ポリマー溶液に含まれる前記第1ポリマーは、分子量分布において複数のピークを有する、請求項9または10に記載の不織布の製造方法。
- 前記第1溶液に含まれる前記第1ポリマーの分子量分布幅は、前記第2ポリマーの分子量分布幅よりも狭い、請求項8〜11のいずれか1項に記載の不織布の製造方法。
- 芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆う鞘部とを含むナノファイバを含み、
前記芯部は、第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも極性が小さく、
前記ナノファイバは、前記芯部の一部の表面が露出した露出部を有し、前記芯部の表面において、前記露出部の面積が前記鞘部の面積よりも大きい、不織布。 - 芯部と、前記芯部の少なくとも一部の表面を覆う鞘部とを含むナノファイバを含み、
前記芯部は、第1ポリマーを含み、
前記鞘部は、第2ポリマーを含み、
前記第2ポリマーは、前記第1ポリマーよりも誘電率が低く、
前記ナノファイバは、前記芯部の一部の表面が露出した露出部を有し、前記芯部の表面において、前記露出部の面積が前記鞘部の面積よりも大きい、不織布。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002648A JP6551770B2 (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 |
US14/977,976 US20160199765A1 (en) | 2015-01-08 | 2015-12-22 | Nonwoven fabric, air purifier using the same, and method for producing nonwoven fabric |
CN201610009070.2A CN105780296B (zh) | 2015-01-08 | 2016-01-07 | 无纺布及使用该无纺布的空气净化机、以及无纺布的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002648A JP6551770B2 (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016125182A JP2016125182A (ja) | 2016-07-11 |
JP6551770B2 true JP6551770B2 (ja) | 2019-07-31 |
Family
ID=56356732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015002648A Expired - Fee Related JP6551770B2 (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6551770B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019018188A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-07 | Jxtgエネルギー株式会社 | エアフィルター、及びその製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1018155A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-20 | Toyobo Co Ltd | 混繊不織布およびその製造方法 |
JP4558826B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2010-10-06 | ダイワボウホールディングス株式会社 | 極細複合繊維と極細繊維及びその製造方法、並びに繊維構造物 |
CN101878331B (zh) * | 2007-11-30 | 2012-06-20 | 大和纺控股株式会社 | 极细复合纤维和极细纤维及它们的制造方法以及纤维结构物 |
JP5593038B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2014-09-17 | ダイワボウホールディングス株式会社 | 極細複合繊維及びその製造方法、並びに繊維構造物 |
EP2582867B1 (en) * | 2010-06-21 | 2018-10-03 | Kolon Industries, Inc. | Porous nanoweb and method for manufacturing the same |
JP6089199B2 (ja) * | 2012-02-15 | 2017-03-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | エアフィルタとこのエアフィルタを備えた空気清浄装置 |
-
2015
- 2015-01-08 JP JP2015002648A patent/JP6551770B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016125182A (ja) | 2016-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4614669B2 (ja) | 濾過材及びフィルタ | |
JP6624589B2 (ja) | 積層不織布の製造方法 | |
CN106811869B (zh) | 层叠无纺布 | |
US20160256806A1 (en) | Composite filter media including a nanofiber layer formed directly onto a conductive layer | |
EP2144684A2 (en) | Filtration media having a slit-film layer | |
JP6569983B2 (ja) | 積層不織布および積層不織布の製造方法 | |
JP2012107364A (ja) | ナノファイバー製造方法 | |
JP6624588B2 (ja) | 積層不織布およびその製造方法 | |
CN105780296B (zh) | 无纺布及使用该无纺布的空气净化机、以及无纺布的制造方法 | |
JP6528243B2 (ja) | 不織布、空気清浄機、および不織布の製造方法 | |
JP6551770B2 (ja) | 不織布およびそれを用いた空気清浄機、ならびに不織布の製造方法 | |
TW201945604A (zh) | 不織布、纖維形成方法及不織布製造方法 | |
CN107012586B (zh) | 无纺布、以及具备它的集尘过滤器、微生物或生物组织的培养基、以及化妆用品 | |
KR20190123010A (ko) | 미세먼지 차단용 필터 제조 방법 | |
JP5754703B2 (ja) | ナノファイバー不織布の製造方法及び装置 | |
CN106400303B (zh) | 层叠无纺布及空气净化机 | |
JP6551771B2 (ja) | 積層不織布および空気清浄機 | |
JP6508630B2 (ja) | 積層不織布の製造装置 | |
CN106256403B (zh) | 层叠无纺布、空气净化机及层叠无纺布的制造方法 | |
JP6551798B2 (ja) | 積層体 | |
JP2016160568A (ja) | 不織布およびその製造方法 | |
JP7214742B2 (ja) | 不織布 | |
JP4491183B2 (ja) | 積層繊維シート | |
JP2018199227A (ja) | 積層体、エアフィルタおよび空気清浄機 | |
JP2013034986A (ja) | エアフィルタとその製造方法、およびこのエアフィルタを装着した空気清浄装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171208 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20171208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190611 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190620 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6551770 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |