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JP7511226B2 - Nonwoven fabric manufacturing method and nonwoven fabric manufacturing device - Google Patents
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JP7511226B2 - Nonwoven fabric manufacturing method and nonwoven fabric manufacturing device - Google Patents

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JP7511226B2 JP2020074229A JP2020074229A JP7511226B2 JP 7511226 B2 JP7511226 B2 JP 7511226B2 JP 2020074229 A JP2020074229 A JP 2020074229A JP 2020074229 A JP2020074229 A JP 2020074229A JP 7511226 B2 JP7511226 B2 JP 7511226B2
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Description

本発明は、不織布の製造方法、不織布の製造装置、および不織布に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nonwoven fabric, an apparatus for manufacturing a nonwoven fabric, and a nonwoven fabric.

不織布の製造方法としては、一般的に静電紡糸法が用いられており、静電紡糸法の具体例としては、紡糸の場として気相を用いる方法、および、紡糸の場として液相を用いる方法を挙げることができる。 Electrostatic spinning is commonly used as a method for producing nonwoven fabrics. Specific examples of electrostatic spinning include a method using a gas phase as the spinning site and a method using a liquid phase as the spinning site.

紡糸の場として気相を用いる静電紡糸法では、高分子材料を含有する溶液に高電圧が印加され、これによって、当該溶液がコレクター(例えば、金属板または金属ドラム)に向かって気相中に噴霧される。気相中を移動する溶液からは溶媒が蒸発し、それに伴って、高分子材料から不織布が形成され、コレクター上に不織布が集積される(非特許文献1参照)。 In electrostatic spinning, which uses the gas phase as the spinning site, a high voltage is applied to a solution containing a polymeric material, which causes the solution to be sprayed into the gas phase toward a collector (e.g., a metal plate or metal drum). The solvent evaporates from the solution moving through the gas phase, and a nonwoven fabric is formed from the polymeric material, and the nonwoven fabric is accumulated on the collector (see Non-Patent Document 1).

紡糸の場として液相を用いる静電紡糸法では、高分子材料を含有する溶液に高電圧が印加され、これによって、当該溶液が対向電極に向かって液相中に噴霧される。液相中を移動する溶液からは溶媒が除去され、それに伴って、高分子材料から不織布が形成され、対向電極上に不織布が集積される、または、液相全体に不織布が浮遊する(特許文献1参照)。 In electrostatic spinning, which uses a liquid phase as the spinning site, a high voltage is applied to a solution containing a polymeric material, which causes the solution to be sprayed into the liquid phase toward a counter electrode. The solvent is removed from the solution moving through the liquid phase, and a nonwoven fabric is formed from the polymeric material, and the nonwoven fabric is accumulated on the counter electrode, or floats throughout the liquid phase (see Patent Document 1).

特許第5845525号Patent No. 5845525

Seeram Ramakrishna et al., An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific, 2005 https://doi.org/10.1142/5894Seeram Ramakrishna et al., An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific, 2005 https://doi.org/10.1142/5894

しかしながら、従来の静電紡糸法では、コレクターまたは電極等の上に不織布が集積されるため、または、液相全体に不織布が浮遊するため、不織布の回収が容易ではないという問題があった。 However, conventional electrospinning methods have the problem that the nonwoven fabric is not easy to recover because it accumulates on a collector or electrode, or floats throughout the liquid phase.

具体的に、コレクターまたは電極等の上に不織布が集積される場合には、コレクターまたは電極から不織布を引き剥がす操作が必要になる。この場合、当該操作に時間がかかるという問題があった。液相全体に不織布が浮遊する場合には、不織布が所定の場所に集積されていないため、集積されていない不織布の回収に時間がかかるという問題があった。 Specifically, when the nonwoven fabric is accumulated on a collector or electrode, it is necessary to peel the nonwoven fabric from the collector or electrode. In this case, there is a problem that this operation takes time. When the nonwoven fabric floats throughout the liquid phase, the nonwoven fabric is not accumulated in a designated place, and there is a problem that it takes time to collect the nonwoven fabric that is not accumulated.

本発明の一態様は、不織布の回収が容易な不織布の製造方法および不織布の製造装置、並びに、不織布を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide a method and apparatus for manufacturing a nonwoven fabric that allows easy recovery of the nonwoven fabric, and the nonwoven fabric.

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、互いに界面を形成し得る2種類の液体を用い、第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルと、第2の液体に接続された対向電極との間に電位差を与えた後、上記静電紡糸ノズルから上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸することで、不織布を製造でき、かつ、当該不織布が界面に集積することを見出し、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above problems, the inventors conducted extensive research and discovered that a nonwoven fabric can be produced by using two types of liquid that can form an interface with each other, applying a potential difference between an electrostatic spinning nozzle placed in the first liquid and a counter electrode connected to the second liquid, and then electrostatically spinning a liquid sample containing a fiber material from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid, and that the nonwoven fabric accumulates at the interface, thus completing the present invention.

すなわち、本発明は以下の構成を含む。 That is, the present invention includes the following configurations:

<1>
第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルと、第2の液体に接続された対向電極との間に電位差を与える、電位差形成工程と、上記電位差によって、上記静電紡糸ノズルから上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸する、静電紡糸工程と、を含み、上記第1の液体と上記第2の液体とは、互いに界面を形成し得る溶液である、不織布の製造方法。
<1>
A method for producing a nonwoven fabric, comprising: a potential difference forming step of applying a potential difference between an electrostatic spinning nozzle disposed in a first liquid and a counter electrode connected to a second liquid; and an electrostatic spinning step of electrostatically spinning a liquid sample containing a fiber material from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid by the potential difference, wherein the first liquid and the second liquid are solutions capable of forming an interface with each other.

上記構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間(より具体的に、静電紡糸ノズルと、対向電極に接続された第2の液体との間)に与えられた電位差によって、第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルから、第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料が静電紡糸される。液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出されて、液体試料から溶媒が除去される。その結果、溶質である繊維材料の濃度が増して当該繊維材料同士が絡み合い、不織布を構成するための原材料が形成される。当該原材料は、液体試料と同様に、第1の液体から第2の液体に向かって移動する。このとき、第1の液体と第2の液体との間には界面が形成されている。当該界面では、表面張力、浮力、および/または、電気的な引力などの力が原材料に作用し、その結果、当該原材料が界面にて滞留する。界面では、滞留した原材料が集積されて、その結果、当該原材料によって、不織布が作製される。 In the above configuration, a liquid sample containing a fiber material is electrospun from the electrospinning nozzle disposed in the first liquid toward the second liquid by a potential difference applied between the electrospinning nozzle and the counter electrode (more specifically, between the electrospinning nozzle and the second liquid connected to the counter electrode). In the process in which the liquid sample passes through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid, and the solvent is removed from the liquid sample. As a result, the concentration of the fiber material, which is a solute, increases, and the fiber materials become entangled with each other, forming a raw material for forming a nonwoven fabric. The raw material moves from the first liquid toward the second liquid, similar to the liquid sample. At this time, an interface is formed between the first liquid and the second liquid. At the interface, forces such as surface tension, buoyancy, and/or electrical attraction act on the raw material, and as a result, the raw material remains at the interface. At the interface, the retained raw material is accumulated, and as a result, a nonwoven fabric is produced by the raw material.

<2>
上記静電紡糸工程の後に、および/または、上記静電紡糸工程と同時に、上記界面に集積した不織布を回収する回収工程を含む、<1>に記載の不織布の製造方法。
<2>
The method for producing a nonwoven fabric according to <1>, further comprising a recovery step of recovering the nonwoven fabric accumulated at the interface after the electrostatic spinning step and/or simultaneously with the electrostatic spinning step.

上記構成であれば、連続して不織布を製造することができる。例えば、静電紡糸工程の後に回収工程を行えば、界面の大きさに応じた不織布を作製および回収した後、当該界面を用いて、再び不織布を作製することができる。一方、静電紡糸工程と同時に回収工程を行えば、回収中の不織布の一方の末端では、回収と同時に不織布の製造が行われることになる。つまり、回収中の不織布の一方の末端には、新たに製造された不織布が結合することになる。その結果、当該構成であれば、界面の大きさに制限されず、長い不織布を作製することができる。 With the above configuration, nonwoven fabric can be produced continuously. For example, if the recovery process is performed after the electrospinning process, a nonwoven fabric according to the size of the interface can be produced and recovered, and then the interface can be used to produce a nonwoven fabric again. On the other hand, if the recovery process is performed simultaneously with the electrospinning process, nonwoven fabric is produced at one end of the nonwoven fabric being recovered at the same time as it is recovered. In other words, a newly produced nonwoven fabric is bonded to one end of the nonwoven fabric being recovered. As a result, with this configuration, long nonwoven fabric can be produced without being limited by the size of the interface.

<3>
上記第1の液体と第2の液体との界面の形状を制御する界面形状制御工程を更に含む、<1>または<2>に記載の不織布の製造方法。
<3>
The method for producing a nonwoven fabric according to <1> or <2>, further comprising an interface shape control step of controlling a shape of an interface between the first liquid and the second liquid.

第1の液体と第2の液体との間の界面の形状は、超音波(例えば、定常波)などによって、容易に制御することができる。さらに、精密に制御することもできる。上記構成であれば、界面の形状を制御することによって、当該界面にて製造される不織布の形状を、容易に制御することができる。さらに、精密に制御することもできる。 The shape of the interface between the first liquid and the second liquid can be easily controlled by ultrasonic waves (e.g., standing waves) or the like. Furthermore, it can be precisely controlled. With the above configuration, by controlling the shape of the interface, the shape of the nonwoven fabric produced at the interface can be easily controlled. Furthermore, it can be precisely controlled.

<4>
上記電位差の大きさを調節する電位差調節工程をさらに含む、<1>~<3>の何れか1項に記載の不織布の製造方法。
<4>
The method for producing a nonwoven fabric according to any one of <1> to <3>, further comprising a potential difference adjusting step of adjusting the magnitude of the potential difference.

上記構成であれば、不織布の構造(例えば、不織布を構成する線維の太さ、不織布を構成する線維の密度、不織布を構成する線維同士の接着度合など)を制御することができる。 With the above configuration, it is possible to control the structure of the nonwoven fabric (e.g., the thickness of the fibers that make up the nonwoven fabric, the density of the fibers that make up the nonwoven fabric, the degree of adhesion between the fibers that make up the nonwoven fabric, etc.).

<5>
上記静電紡糸ノズルと上記界面との距離を調節する紡糸距離調節工程をさらに含む、<1>~<4>の何れか1項に記載の不織布の製造方法。
<5>
The method for producing a nonwoven fabric according to any one of <1> to <4>, further comprising a spinning distance adjusting step of adjusting the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface.

上記構成であれば、不織布の構造(例えば、不織布を構成する線維の太さ、不織布を構成する線維の密度、不織布を構成する線維同士の接着度合など)を制御することができる。 With the above configuration, it is possible to control the structure of the nonwoven fabric (e.g., the thickness of the fibers that make up the nonwoven fabric, the density of the fibers that make up the nonwoven fabric, the degree of adhesion between the fibers that make up the nonwoven fabric, etc.).

<6>
上記第1の液体の一部を排出する溶液排出工程をさらに含む、<1>~<5>の何れか1項に記載の不織布の製造方法。
<6>
The method for producing a nonwoven fabric according to any one of <1> to <5>, further comprising a solution discharging step of discharging a part of the first liquid.

液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出される。その結果、第1の液体中に溶媒が蓄積されて、第1の液体の量が増すとともに、第1の液体中の溶媒濃度が増す。上記構成であれば、第1の液体の量を一定に保ち、かつ、第1の液体中の溶媒濃度を低濃度に保つことができる。 As the liquid sample passes through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid. As a result, the solvent accumulates in the first liquid, and the amount of the first liquid increases, as does the concentration of the solvent in the first liquid. With the above configuration, the amount of the first liquid can be kept constant, and the solvent concentration in the first liquid can be kept low.

<7>
<1>~<6>の何れか1項に記載の製造方法によって製造される不織布。
<7>
<6> A nonwoven fabric produced by the method according to any one of <1> to <6>.

上記構成であれば、様々な性質を有する不織布を提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide nonwoven fabrics with a variety of properties.

<8>
第1の液体と、当該第1の液体との間に界面を形成する第2の液体と、を収容する、容器と、上記容器の第1の液体が収容される領域に配置される、静電紡糸ノズルと、上記容器の第2の液体が収容される領域に接続される、対向電極と、を備え、上記静電紡糸ノズルは、上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸するものであり、上記静電紡糸ノズルと対向電極との間に電位差が与えられる、不織布の製造装置。
<8>
A nonwoven fabric manufacturing apparatus comprising: a container for containing a first liquid and a second liquid that forms an interface between the first liquid and the first liquid; an electrostatic spinning nozzle disposed in a region of the container in which the first liquid is contained; and a counter electrode connected to a region of the container in which the second liquid is contained, wherein the electrostatic spinning nozzle electrostatically spins a liquid sample containing a fiber material toward the second liquid, and a potential difference is applied between the electrostatic spinning nozzle and the counter electrode.

上記構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間(より具体的に、静電紡糸ノズルと、対向電極に接続された第2の液体との間)に与えられた電位差によって、第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルから、第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料が静電紡糸される。液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出されて、液体試料から溶媒が除去される。その結果、溶質である繊維材料の濃度が増して当該繊維材料同士が絡み合い、不織布を構成するための原材料が形成される。当該原材料は、液体試料と同様に、第1の液体から第2の液体に向かって移動する。このとき、第1の液体と第2の液体との間には界面が形成されている。当該界面では、表面張力、浮力、および/または、電気的な引力などの力が原材料に作用し、その結果、当該原材料が界面にて滞留する。界面では、滞留した原材料が集積されて、その結果、当該原材料によって、不織布が作製される。 In the above configuration, a liquid sample containing a fiber material is electrospun from the electrospinning nozzle disposed in the first liquid toward the second liquid by a potential difference applied between the electrospinning nozzle and the counter electrode (more specifically, between the electrospinning nozzle and the second liquid connected to the counter electrode). In the process in which the liquid sample passes through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid, and the solvent is removed from the liquid sample. As a result, the concentration of the fiber material, which is a solute, increases, and the fiber materials become entangled with each other, forming a raw material for forming a nonwoven fabric. The raw material moves from the first liquid toward the second liquid, similar to the liquid sample. At this time, an interface is formed between the first liquid and the second liquid. At the interface, forces such as surface tension, buoyancy, and/or electrical attraction act on the raw material, and as a result, the raw material remains at the interface. At the interface, the retained raw material is accumulated, and as a result, a nonwoven fabric is produced by the raw material.

本発明の一態様によれば、不織布の回収が容易な不織布の製造方法および不織布の製造装置、並びに、不織布を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a nonwoven fabric, an apparatus for manufacturing a nonwoven fabric, and a nonwoven fabric that allows easy recovery of the nonwoven fabric.

本発明の一実施形態に係る製造装置を表す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る製造装置と、製造装置内の界面を表す模式図である。1 is a schematic diagram showing a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention and an interface within the manufacturing apparatus; 本発明の一実施形態に係る製造方法のフローチャートである。1 is a flow chart of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 本発明の不織布の外観図、およびSEM像である。1 is an external view and an SEM image of a nonwoven fabric of the present invention. 本発明の不織布のSEM像である。1 is a SEM image of a nonwoven fabric of the present invention. 本発明の不織布のSEM像である。1 is a SEM image of a nonwoven fabric of the present invention. 本発明の不織布のSEM像である。1 is a SEM image of a nonwoven fabric of the present invention.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態及び実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態及び実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。本明細書中、数値範囲に関して「A~B」と記載した場合、当該記載は「A以上B以下」を意図する。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to each of the configurations described below, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments and examples obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments and examples. In addition, all documents described in this specification are incorporated herein by reference. In this specification, when a numerical range is described as "A to B," the description intends "greater than or equal to A and less than or equal to B."

〔1.不織布の製造方法〕
まず、図3を用いて本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法について説明する。
1. Method for producing nonwoven fabric
First, a method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法301は、第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルと、第2の液体に接続された対向電極との間に電位差を与える、電位差形成工程S1と、上記電位差によって、上記静電紡糸ノズルから上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸する、静電紡糸工程S2と、を含み、上記第1の液体と上記第2の液体とは、互いに界面を形成し得る液体である。 A method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention (301) includes a potential difference forming step S1 in which a potential difference is applied between an electrostatic spinning nozzle disposed in a first liquid and a counter electrode connected to a second liquid, and an electrostatic spinning step S2 in which a liquid sample containing a fiber material is electrostatically spun from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid by the potential difference, the first liquid and the second liquid being liquids capable of forming an interface with each other.

上記構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間(より具体的に、静電紡糸ノズルと、対向電極に接続された第2の液体との間)に与えられた電位差によって、第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルから、第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料が静電紡糸される。液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出されて、液体試料から溶媒が除去される。その結果、溶質である繊維材料の濃度が増して当該繊維材料同士が絡み合い、不織布を構成するための原材料が形成される。また、当該原材料は、液体試料と同様に、第1の液体から第2の液体に向かって移動する。このとき、第1の液体と第2の液体との間には界面が形成されている。当該界面では、表面張力、浮力、および/または、電気的な引力などの力が原材料に作用し、その結果、当該原材料が界面にて滞留する。その後、界面では、滞留した原材料が集積されて、その結果、当該原材料によって、不織布が作製される。 In the above configuration, a liquid sample containing a fiber material is electrospun from the electrospinning nozzle disposed in the first liquid toward the second liquid by a potential difference applied between the electrospinning nozzle and the counter electrode (more specifically, between the electrospinning nozzle and the second liquid connected to the counter electrode). In the process in which the liquid sample passes through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid, and the solvent is removed from the liquid sample. As a result, the concentration of the fiber material, which is a solute, increases, and the fiber materials become entangled with each other, forming a raw material for forming a nonwoven fabric. In addition, the raw material moves from the first liquid toward the second liquid, similar to the liquid sample. At this time, an interface is formed between the first liquid and the second liquid. At the interface, forces such as surface tension, buoyancy, and/or electrical attraction act on the raw material, and as a result, the raw material remains at the interface. After that, the retained raw material is accumulated at the interface, and as a result, a nonwoven fabric is produced by the raw material.

以上のように、本発明では、不織布と強固な結合を形成しない界面を用いて不織布を製造するので、本発明は、不織布の回収が容易であるという利点を有する。更に、本発明では、コレクターなどから不織布を引き剥がす操作が不要であるので、本発明は、当該操作時に生じる不織布のダメージを避けることができるという利点を有する。更に、本発明では、広さおよび/または形状を容易に調節し得る界面を用いて不織布を製造するので、本発明は、所望の大きさの不織布(例えば、大きな不織布)、および/または、所望の形状の不織布を容易に製造することができるという利点を有する。 As described above, in the present invention, a nonwoven fabric is produced using an interface that does not form a strong bond with the nonwoven fabric, and therefore the present invention has the advantage that the nonwoven fabric can be easily recovered. Furthermore, in the present invention, an operation of peeling the nonwoven fabric from a collector or the like is not required, and therefore the present invention has the advantage that damage to the nonwoven fabric that occurs during said operation can be avoided. Furthermore, in the present invention, a nonwoven fabric is produced using an interface whose size and/or shape can be easily adjusted, and therefore the present invention has the advantage that a nonwoven fabric of a desired size (e.g., a large nonwoven fabric) and/or a nonwoven fabric of a desired shape can be easily produced.

本明細書中において「静電紡糸する」とは、電圧が印加された液体試料を静電紡糸ノズルから噴霧して、上記第1の液体中を通過させた後、上記界面にて不織布を作製することを意味する。 In this specification, "electrospinning" means spraying a liquid sample to which a voltage has been applied from an electrospinning nozzle, passing the liquid through the first liquid, and then producing a nonwoven fabric at the interface.

本明細書中において「液体試料」とは、繊維材料を溶媒に溶解させた液体を意味する。 In this specification, "liquid sample" means a liquid in which fiber material is dissolved in a solvent.

液体試料中の繊維材料の濃度は、限定されず、繊維材料の種類、および、溶媒の種類に応じて、適宜、設定することができる。液体試料中の繊維材料の濃度は、液体試料全体を100wt%としたときに、例えば、1wt%~50wt%が好ましく、5wt%~50wt%がより好ましく、10wt%~25wt%がより好ましく、10wt%~20wt%がより好ましく、10wt%~15wt%がさらに好ましい。 The concentration of the fiber material in the liquid sample is not limited and can be set appropriately depending on the type of fiber material and the type of solvent. When the entire liquid sample is taken as 100 wt%, the concentration of the fiber material in the liquid sample is, for example, preferably 1 wt% to 50 wt%, more preferably 5 wt% to 50 wt%, more preferably 10 wt% to 25 wt%, more preferably 10 wt% to 20 wt%, and even more preferably 10 wt% to 15 wt%.

上記繊維材料として用いる化合物としては、高分子化合物等が挙げられる。高分子化合物としては、例えば、セルロースまたはその誘導体(アセチルセルロース等)、ポリビニルアルコールまたはその誘導体(ポリビニルブチラール等)、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキシド、ポリエステル、ポリビニルピロリドン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ブタジエンゴム、ポリウレタンおよび、生分解性プラスチック(ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート等)等が挙げられる。高反応性という利点があるという観点から、上記高分子化合物の中では、アセチルセルロース、および、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの高分子化合物は、1種類のみ、または2種類以上を混合して用いることができる。 Examples of compounds used as the fiber material include polymeric compounds. Examples of polymeric compounds include cellulose or its derivatives (such as acetyl cellulose), polyvinyl alcohol or its derivatives (such as polyvinyl butyral), polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyester, polyvinylpyrrolidone, ethylene-vinyl alcohol copolymer, butadiene rubber, polyurethane, and biodegradable plastics (such as polylactic acid and polyhydroxyalkanoate). Of the above polymeric compounds, acetyl cellulose and polyvinyl alcohol are preferred because of their advantage of high reactivity. These polymeric compounds can be used alone or in combination of two or more.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法では、第1の液体および第2の液体という異なる2種類の液体を用いる。この場合、第1の液体と接触する不織布の面には、例えば、(i)繊維材料を構成する複数種類の高分子化合物の中の、第1の液体と親和性が高い高分子化合物、または、(ii)繊維材料を構成する1種類あるいは複数の高分子化合物の分子内領域であって、第1の液体と親和性が高い分子内領域、が配置される傾向を示す。一方、第2の液体と接触する不織布の面には、例えば、(iii)繊維材料を構成する複数種類の高分子化合物の中の、第2の液体と親和性が高い高分子化合物、または、(iv)繊維材料を構成する1種類の高分子化合物の分子内領域であって、第2の液体と親和性が高い分子内領域、が配置される傾向を示す。その結果、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法であれば、第1の液体と接触する不織布の面の性質と、第2の液体と接触する不織布の面の性質とが異なる不織布を容易に製造することができる。例えば、第1の液体として極性が低い液体を用い、第2の液体として極性が高い液体を用いれば、撥水性が異なる2面を有する不織布を製造することができる。 In the method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention, two different types of liquids, a first liquid and a second liquid, are used. In this case, the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the first liquid tends to have, for example, (i) a polymer compound that has a high affinity with the first liquid among the multiple types of polymer compounds that make up the fiber material, or (ii) an intramolecular region of one or more polymer compounds that make up the fiber material and has a high affinity with the first liquid. On the other hand, the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the second liquid tends to have, for example, (iii) a polymer compound that has a high affinity with the second liquid among the multiple types of polymer compounds that make up the fiber material, or (iv) an intramolecular region of one type of polymer compound that makes up the fiber material and has a high affinity with the second liquid. As a result, with the method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention, a nonwoven fabric in which the properties of the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the first liquid and the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the second liquid are different can be easily produced. For example, if a liquid with low polarity is used as the first liquid and a liquid with high polarity is used as the second liquid, a nonwoven fabric with two sides with different water repellency can be produced.

上記液体試料の溶媒は、上記繊維材料を溶解できるものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトン、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、酢酸、ジメチルスルホキシド(DMSO)、および、ハロゲン化炭化水素(例えば、クロロホルム)等が挙げられ、繊維の形態がより明確な不織布を作製するという観点から、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトン、DMSO等が好ましい。これらの溶媒は1種単独でまたは2種類以上を混合して用いることができる。また、溶媒には適宜電解質、有機金属化合物、あるいは機能性化合物(無機微粒子、生体触媒など)を溶解または分散してもよい。 The solvent of the liquid sample is not particularly limited as long as it can dissolve the fiber material, and examples of the solvent include water, alcohol (e.g., methanol, ethanol, propanol), N,N-dimethylformamide (DMF), acetone, N,N-dimethylacetamide (DMAc), acetic acid, dimethylsulfoxide (DMSO), and halogenated hydrocarbons (e.g., chloroform). From the viewpoint of producing a nonwoven fabric with a more clearly defined fiber form, N,N-dimethylformamide, acetone, DMSO, and the like are preferred. These solvents can be used alone or in combination of two or more types. In addition, electrolytes, organometallic compounds, or functional compounds (inorganic fine particles, biocatalysts, etc.) may be dissolved or dispersed in the solvent as appropriate.

上記第1の液体と第2の液体との位置関係は、不織布を形成可能であれば特に限定されない。すなわち、第1の液体の上に第2の液体が配置されてもよいし、第2の液体の上に第1の液体が配置されてもよい。換言すれば、本発明では、上側に配置されている第1の液体から下側に配置されている第2の液体に向かって液体試料を静電紡糸してもよいし、下側に配置されている第1の液体から上側に配置されている第2の液体に向かって液体試料を静電紡糸してもよい。上記第1の液体と第2の液体との位置関係は、例えば、第1の液体の比重と、第2の液体の比重との大小関係によって、決定され得る。 The positional relationship between the first liquid and the second liquid is not particularly limited as long as it is possible to form a nonwoven fabric. That is, the second liquid may be disposed on the first liquid, or the first liquid may be disposed on the second liquid. In other words, in the present invention, a liquid sample may be electrostatically spun from the first liquid disposed on the upper side toward the second liquid disposed on the lower side, or from the first liquid disposed on the lower side toward the second liquid disposed on the upper side. The positional relationship between the first liquid and the second liquid may be determined, for example, by the magnitude relationship between the specific gravity of the first liquid and the specific gravity of the second liquid.

上記第1の液体、および、第2の液体は、互いに界面を形成し得る液体であればよく、具体的な構成は、限定されない。 The first liquid and the second liquid may be liquids capable of forming an interface with each other, and the specific configuration is not limited.

例えば、静電紡糸ノズルが配置される第1の液体は、対向電極と接続される第2の液体よりも、誘電率が低いものであり得る。当該構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間に所望の電位差を容易に形成することができる。その結果、静電紡糸ノズルから第2の液体に向かって繊維材料を含む液体試料を効率よく静電紡糸することができる。 For example, the first liquid in which the electrostatic spinning nozzle is placed may have a lower dielectric constant than the second liquid connected to the counter electrode. With this configuration, a desired potential difference can be easily formed between the electrostatic spinning nozzle and the counter electrode. As a result, a liquid sample containing a fiber material can be efficiently electrostatically spun from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid.

例えば、第1の液体の誘電率A、および、第2の液体の誘電率Bは、「A<B」の関係を満たしてもよく、「A<(9/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(8/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(7/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(6/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(5/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(4/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(3/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(2/10)×B」の関係を満たしてもよく、「A<(1/10)×B」の関係を満たしてもよい。 For example, the dielectric constant A of the first liquid and the dielectric constant B of the second liquid may satisfy the relationship "A<B", may satisfy the relationship "A<(9/10)×B", may satisfy the relationship "A<(8/10)×B", may satisfy the relationship "A<(7/10)×B", may satisfy the relationship "A<(6/10)×B", may satisfy the relationship "A<(5/10)×B", may satisfy the relationship "A<(4/10)×B", may satisfy the relationship "A<(3/10)×B", may satisfy the relationship "A<(2/10)×B", or may satisfy the relationship "A<(1/10)×B".

第1の液体は、比誘電率が小さなものであり得る。例えば、第1の液体の比誘電率は、25以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましく、15以下であることがより好ましく、10以下であることがより好ましく、5以下であることが最も好ましい。なお、第1の液体の比誘電率の下限値は、限定されず、例えば、0.1、または、1であってもよい。当該構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間に所望の電位差を容易に形成することができる。その結果、静電紡糸ノズルから第2の液体に向かって繊維材料を含む液体試料を効率よく静電紡糸することができる。 The first liquid may have a small dielectric constant. For example, the dielectric constant of the first liquid is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, more preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and most preferably 5 or less. The lower limit of the dielectric constant of the first liquid is not limited and may be, for example, 0.1 or 1. With this configuration, a desired potential difference can be easily formed between the electrostatic spinning nozzle and the opposing electrode. As a result, a liquid sample containing a fiber material can be efficiently electrostatically spun from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid.

第1の液体の具体例としては、例えば、炭化水素(例えば、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、デカン、ドデカン、トルエン、流動パラフィン、IPソルベント)、アルコール(例えば、ブタノール、ペンタノール、オクタノール)、ハロゲン化炭化水素(例えば、塩化ベンジル、クロロホルム、クロロオクタン、四塩化炭素、パーフルオロヘキサン)、および、ジオキサンを挙げることができる。汎用性の観点から、上記第1の液体の中では、ヘキサン、トルエン、および、IPソルベントが好ましい。これらの液体は、1種類のみ、または2種類以上を混合して用いることができる。 Specific examples of the first liquid include hydrocarbons (e.g., hexane, heptane, pentane, decane, dodecane, toluene, liquid paraffin, IP solvent), alcohols (e.g., butanol, pentanol, octanol), halogenated hydrocarbons (e.g., benzyl chloride, chloroform, chlorooctane, carbon tetrachloride, perfluorohexane), and dioxane. From the viewpoint of versatility, hexane, toluene, and IP solvent are preferred among the above first liquids. These liquids can be used alone or in combination of two or more types.

第2の液体は、比誘電率が大きなものであり得る。例えば、第2の液体の比誘電率は、25よりも大きいことが好ましく、30以上であることがより好ましく、40以上であることがより好ましく、50以上であることがより好ましく、60以上であることがより好ましく、70以上であることがより好ましく、80以上であることが最も好ましい。なお、第2の液体の比誘電率の上限値は、限定されず、例えば、150、または、100であってもよい。当該構成であれば、静電紡糸ノズルと対向電極との間に所望の電位差を容易に形成することができる。その結果、静電紡糸ノズルから第2の液体に向かって繊維材料を含む液体試料を効率よく静電紡糸することができる。 The second liquid may have a large relative dielectric constant. For example, the relative dielectric constant of the second liquid is preferably greater than 25, more preferably greater than 30, more preferably greater than 40, more preferably greater than 50, more preferably greater than 60, more preferably greater than 70, and most preferably greater than 80. The upper limit of the relative dielectric constant of the second liquid is not limited and may be, for example, 150 or 100. With this configuration, a desired potential difference can be easily formed between the electrostatic spinning nozzle and the opposing electrode. As a result, a liquid sample containing a fiber material can be efficiently electrostatically spun from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid.

第2の液体の具体例としては、例えば、水、アセトン、アルコール(例えば、メタノール、エタノール)、グリコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール)、酸(例えば、酢酸、ギ酸)、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、および、これらを溶媒とした溶液を挙げることができる。汎用性の観点から、上記第2の液体の中では、水、アルコール、および、ジメチルスルホキシドが好ましい。これらの液体は、1種類のみ、または2種類以上を混合して用いることができる。 Specific examples of the second liquid include water, acetone, alcohol (e.g., methanol, ethanol), glycol (e.g., ethylene glycol, propylene glycol), acid (e.g., acetic acid, formic acid), dimethylformamide, dimethylsulfoxide, and solutions using these as solvents. From the viewpoint of versatility, water, alcohol, and dimethylsulfoxide are preferred among the above second liquids. These liquids can be used alone or in combination of two or more.

上記電位差形成工程S1において、静電紡糸ノズルと対向電極との間に与えられる電位差は、不織布の作製が可能であれば特に限定されるものではなく、第1の液体の種類、第2の液体の種類、および、静電紡糸ノズルと対向電極との距離などに応じて、適宜設定することができる。当該電位差は、例えば、1kv~100kvが好ましく、5kv~50kvがより好ましく、10kv~40kvがより好ましく12kV~36kVがより好ましく、12kV~24kVがより好ましく、20~24kVが最も好ましい。印加される電圧が上記範囲であれば、不織布が繊維形状を形成しやすくなる。 In the potential difference forming step S1, the potential difference applied between the electrostatic spinning nozzle and the counter electrode is not particularly limited as long as it is possible to produce a nonwoven fabric, and can be set appropriately depending on the type of the first liquid, the type of the second liquid, and the distance between the electrostatic spinning nozzle and the counter electrode. The potential difference is, for example, preferably 1 kv to 100 kv, more preferably 5 kv to 50 kv, more preferably 10 kv to 40 kv, more preferably 12 kV to 36 kV, more preferably 12 kV to 24 kV, and most preferably 20 to 24 kV. If the applied voltage is within the above range, the nonwoven fabric will easily form a fiber shape.

静電紡糸ノズル、および、対向電極としては、適宜、市販のものを用いることができる。なお、不織布の製造装置については、後述する。 The electrostatic spinning nozzle and counter electrode can be commercially available as appropriate. The nonwoven fabric manufacturing device will be described later.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法303は、静電紡糸工程S2の後に、および/または、静電紡糸工程S2と同時に、界面に集積した不織布を回収する回収工程S3を含んでもよい。回収工程S3は、後述する不織布の製造装置が備える回収部によって行われ得る。 As shown in FIG. 3, the method 303 for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention may include a recovery step S3 for recovering the nonwoven fabric accumulated at the interface after the electrostatic spinning step S2 and/or simultaneously with the electrostatic spinning step S2. The recovery step S3 may be performed by a recovery section provided in the nonwoven fabric production apparatus described below.

上記構成であれば、連続して不織布を製造することができる。例えば、静電紡糸工程S2の後に回収工程S3を行えば、界面の大きさに応じた不織布を作製および回収した後、当該界面を用いて、再び不織布を作製することができる。一方、静電紡糸工程S2と同時に回収工程S3を行えば、回収中の不織布の一方の末端では、回収と同時に不織布の製造が行われることになる。つまり、回収中の不織布の一方の末端には、新たに製造された不織布が結合することになる。その結果、当該構成であれば、界面の大きさに制限されず、大きい不織布(換言すれば、長い不織布)を作製することができる。 With the above configuration, nonwoven fabric can be continuously manufactured. For example, if the recovery step S3 is performed after the electrostatic spinning step S2, a nonwoven fabric according to the size of the interface can be manufactured and recovered, and then the interface can be used to manufacture a nonwoven fabric again. On the other hand, if the recovery step S3 is performed simultaneously with the electrostatic spinning step S2, nonwoven fabric is manufactured at one end of the nonwoven fabric being recovered at the same time as it is recovered. In other words, a newly manufactured nonwoven fabric is bonded to one end of the nonwoven fabric being recovered. As a result, with this configuration, a large nonwoven fabric (in other words, a long nonwoven fabric) can be manufactured without being limited by the size of the interface.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法303は、第1の液体と第2の液体との界面の形状を制御する界面形状制御工程S0を更に含んでいてもよい。界面形状制御工程S0は、例えば、電位差形成工程S1の前に行われ得る。界面形状制御工程S0は、後述する不織布の製造装置が備える界面形状制御部によって行われ得る。 As shown in FIG. 3, the nonwoven fabric manufacturing method 303 according to one embodiment of the present invention may further include an interface shape control step S0 for controlling the shape of the interface between the first liquid and the second liquid. The interface shape control step S0 may be performed, for example, before the potential difference formation step S1. The interface shape control step S0 may be performed by an interface shape control unit provided in the nonwoven fabric manufacturing apparatus described below.

第1の液体と第2の液体との間の界面の形状は、超音波(例えば、定常波)などによって、容易に制御することができる。さらに、精密に制御することもできる。上記構成であれば、界面の形状を制御することによって、当該界面にて製造される不織布の形状を、容易に制御することができる。さらに、精密に制御することもできる。 The shape of the interface between the first liquid and the second liquid can be easily controlled by ultrasonic waves (e.g., standing waves) or the like. Furthermore, it can be precisely controlled. With the above configuration, by controlling the shape of the interface, the shape of the nonwoven fabric produced at the interface can be easily controlled. Furthermore, it can be precisely controlled.

図2の界面の制御202に、界面形状制御部5による、界面形状制御の方法の一例を示す。界面形状制御部5は、例えば超音波(例えば、定常波)を発して、界面12を所望の形状に変化させるものであり得る。なお、界面12の形状を変化させ得るものとして、超音波以外に、例えば電磁波、界面と並行方向の液体の流速制御(カルマン渦)、および、界面の局部的な温度制御を挙げることができる。形状を変化させた上記界面12に、液体試料を静電紡糸することで、界面12の形状に沿った形状を有する不織布20を得ることができる。 Interface control 202 in FIG. 2 shows an example of a method of controlling the interface shape by the interface shape control unit 5. The interface shape control unit 5 can be a unit that changes the interface 12 into a desired shape by, for example, emitting ultrasonic waves (e.g., standing waves). In addition to ultrasonic waves, other methods that can change the shape of the interface 12 include, for example, electromagnetic waves, control of the flow rate of the liquid parallel to the interface (Karman vortex), and local temperature control of the interface. By electrostatically spinning a liquid sample onto the interface 12 whose shape has been changed, a nonwoven fabric 20 having a shape that matches the shape of the interface 12 can be obtained.

界面12の形状は特に限定されるものではなく、例えば、波状、ちりめん状、渦状等が挙げられる。製造された不織布を生活用品という用途に好適に利用できる観点から、界面12の形状は、波状、ちりめん状であることが好ましい。 The shape of the interface 12 is not particularly limited, and examples include wavy, crepe, and spiral shapes. From the viewpoint of enabling the manufactured nonwoven fabric to be suitably used for applications such as household goods, it is preferable that the shape of the interface 12 is wavy or crepe.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法302は、上記電位差の大きさを調節する電位差調節工程S1aをさらに含んでいてもよい。電位差調節工程S1aは、例えば、電位差形成工程S1の前に行われ得る。電位差調節工程S1aは、後述する不織布の製造装置が備える電位差調節部によって行われ得る。 As shown in FIG. 3, the method 302 for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention may further include a potential difference adjustment step S1a for adjusting the magnitude of the potential difference. The potential difference adjustment step S1a may be performed, for example, before the potential difference formation step S1. The potential difference adjustment step S1a may be performed by a potential difference adjustment unit provided in the nonwoven fabric production apparatus described below.

上記構成であれば、電位差の大きさを調整することで、不織布の構造(例えば、不織布を構成する線維の太さ、不織布を構成する線維の密度、不織布を構成する線維同士の接着度合など)を制御することができる。 With the above configuration, the structure of the nonwoven fabric (e.g., the thickness of the fibers that make up the nonwoven fabric, the density of the fibers that make up the nonwoven fabric, the degree of adhesion between the fibers that make up the nonwoven fabric, etc.) can be controlled by adjusting the magnitude of the potential difference.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法302では、例えば、(i)電位差調節工程S1aを行った後で、電位差形成工程S1を行ってもよく、(ii)電位差調節工程S1aを行った後で、後述する紡糸距離調節工程S1bを行い、その後で電位差形成工程S1を行ってもよく、(ii)電位差調節工程S1aおよび後述する紡糸距離調節工程S1bを所望の回数行った後で、電位差形成工程S1を行ってもよい。また、電位差調節工程S1aおよび後述する紡糸距離調節工程S1bは、1つの工程として行われてもよいし、別々の工程として行われてもよい。 In the manufacturing method 302 for a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention, for example, (i) the potential difference adjustment step S1a may be performed followed by the potential difference formation step S1, (ii) the potential difference adjustment step S1a may be performed followed by the spinning distance adjustment step S1b described later, and then the potential difference formation step S1 may be performed, or (ii) the potential difference adjustment step S1a and the spinning distance adjustment step S1b described later may be performed a desired number of times followed by the potential difference formation step S1. In addition, the potential difference adjustment step S1a and the spinning distance adjustment step S1b described later may be performed as a single step or as separate steps.

上記電位差調節工程S1aでは、第1の液体の種類、第2の液体の種類、および、静電紡糸ノズルと対向電極との距離などに応じて、適宜電位差を調節することができる。当該電位差は、例えば、1kv~100kvが好ましく、5kv~50kvがより好ましく、10kv~40kvがより好ましく12kV~36kVがより好ましく、12kV~24kVがより好ましく、20~24kVが最も好ましい。 In the potential difference adjustment step S1a, the potential difference can be adjusted appropriately depending on the type of the first liquid, the type of the second liquid, and the distance between the electrostatic spinning nozzle and the opposing electrode. The potential difference is, for example, preferably 1 kv to 100 kv, more preferably 5 kv to 50 kv, more preferably 10 kv to 40 kv, more preferably 12 kV to 36 kV, more preferably 12 kV to 24 kV, and most preferably 20 to 24 kV.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法302は、静電紡糸ノズルと界面との距離を調節する紡糸距離調節工程S1bをさらに含んでいてもよい。紡糸距離調節工程S1bは、例えば、電位差形成工程S1の前に行われ得る。紡糸距離調節工程S1bは、後述する不織布の製造装置が備える紡糸距離調節部によって行われ得る。 As shown in FIG. 3, the nonwoven fabric manufacturing method 302 according to one embodiment of the present invention may further include a spinning distance adjustment step S1b for adjusting the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface. The spinning distance adjustment step S1b may be performed, for example, before the potential difference formation step S1. The spinning distance adjustment step S1b may be performed by a spinning distance adjustment unit provided in the nonwoven fabric manufacturing apparatus described later.

上記構成であれば、不織布の構造(例えば、不織布を構成する線維の太さ、不織布を構成する線維の密度、不織布を構成する線維同士の接着度合など)を制御することができる。例えば、上記静電紡糸ノズルと上記界面との距離が近くなると繊維径が太くなる傾向を示し、反対に距離が遠くなると、繊維径は細くなり繊維の形状が明確になる傾向を示す。 With the above configuration, it is possible to control the structure of the nonwoven fabric (e.g., the thickness of the fibers constituting the nonwoven fabric, the density of the fibers constituting the nonwoven fabric, the degree of adhesion between the fibers constituting the nonwoven fabric, etc.). For example, as the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface becomes closer, the fiber diameter tends to become thicker, and conversely, as the distance becomes farther, the fiber diameter tends to become thinner and the fiber shape tends to become more clearly defined.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法302では、例えば、(i)紡糸距離調節工程S1bを行った後で、電位差形成工程S1を行ってもよく、(ii)紡糸距離調節工程S1bを行った後で、上述した電位差調節工程S1aを行い、その後で電位差形成工程S1を行ってもよく、(ii)紡糸距離調節工程S1bおよび上述した電位差調節工程S1aを所望の回数行った後で、電位差形成工程S1を行ってもよい。また、電位差調節工程S1aおよび後述する紡糸距離調節工程S1bは、1つの工程として行われてもよいし、別々の工程として行われてもよい。 In the manufacturing method 302 for manufacturing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention, for example, (i) the potential difference forming step S1 may be performed after the spinning distance adjusting step S1b, (ii) the above-mentioned potential difference adjusting step S1a may be performed after the spinning distance adjusting step S1b, and then the potential difference forming step S1 may be performed, or (ii) the potential difference forming step S1 may be performed after the spinning distance adjusting step S1b and the above-mentioned potential difference adjusting step S1a are performed a desired number of times. In addition, the potential difference adjusting step S1a and the spinning distance adjusting step S1b described later may be performed as one step or as separate steps.

上記静電紡糸ノズルと上記界面との距離は、第1の液体の種類、第2の液体の種類、および、静電紡糸ノズルと対向電極と間の電位差などに応じて、適宜設定することができる。当該距離は、例えば、1.0cm以上が好ましく、2.0cm以上がより好ましく、3.0cm以上がより好ましく、4.0cm以上がさらに好ましい。なお、当該距離の上限値は、限定されず、例えば、100cm、50cm、または、10cmであってもよい。 The distance between the electrospinning nozzle and the interface can be set appropriately depending on the type of the first liquid, the type of the second liquid, and the potential difference between the electrospinning nozzle and the counter electrode. The distance is preferably 1.0 cm or more, more preferably 2.0 cm or more, more preferably 3.0 cm or more, and even more preferably 4.0 cm or more. The upper limit of the distance is not limited and may be, for example, 100 cm, 50 cm, or 10 cm.

上記紡糸距離調節工程S1bでは、上記静電紡糸ノズルまたは上記界面のいずれか一方、またはその両方を移動させることで、静電紡糸ノズルと界面との距離の調節を行ってもよい。 In the spinning distance adjustment step S1b, the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface may be adjusted by moving either the electrostatic spinning nozzle or the interface, or both.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法303は、上記第1の液体の一部を排出する(例えば、後述する容器から第1の液体の一部を排出する)液体排出工程S4をさらに含んでいてもよい。液体排出工程S4は、例えば、回収工程S3の後に行われ得る。液体排出工程S4は、後述する不織布の製造装置が備える排出口によって行われ得る。 As shown in FIG. 3, the nonwoven fabric manufacturing method 303 according to one embodiment of the present invention may further include a liquid discharge step S4 of discharging a portion of the first liquid (e.g., discharging a portion of the first liquid from a container described below). The liquid discharge step S4 may be performed, for example, after the recovery step S3. The liquid discharge step S4 may be performed by a discharge port provided in the nonwoven fabric manufacturing apparatus described below.

液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出される。その結果、第1の液体中に溶媒が蓄積されて、第1の液体の量が増すとともに、第1の液体中の溶媒濃度が増す。上記構成であれば、第1の液体の量を一定に保ち、かつ、第1の液体中の溶媒濃度を低濃度に保つことができる。 As the liquid sample passes through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid. As a result, the solvent accumulates in the first liquid, and the amount of the first liquid increases, as does the concentration of the solvent in the first liquid. With the above configuration, the amount of the first liquid can be kept constant, and the solvent concentration in the first liquid can be kept low.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法303は、新たな第1の液体を導入する(例えば、後述する容器へ新たな第1の液体を導入する)液体導入工程をさらに含んでいてもよい。液体導入工程は、例えば、液体排出工程S4と同時に行われ得る。この場合、液体導入工程は、液体排出工程S4に包含され得る。液体排出工程S4は、不織布の製造装置が備える導入口によって行われ得る。当該構成であれば、第1の液体の量をより一定に保ち、かつ、第1の液体中の溶媒濃度をより低濃度に保つことができる。 The nonwoven fabric manufacturing method 303 according to one embodiment of the present invention may further include a liquid introduction step of introducing new first liquid (e.g., introducing new first liquid into a container described below). The liquid introduction step may be performed, for example, simultaneously with the liquid discharge step S4. In this case, the liquid introduction step may be included in the liquid discharge step S4. The liquid discharge step S4 may be performed by an inlet provided in the nonwoven fabric manufacturing device. With this configuration, the amount of the first liquid can be kept more constant, and the solvent concentration in the first liquid can be kept lower.

〔2.不織布の製造装置〕
図1を用いて本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置の概要について説明する。図1は、不織布の製造装置101の一例の構造を模式的に例示する。〔1.不織布の製造方法〕にて既に説明した事項については、以下説明を省略する。
[2. Nonwoven fabric manufacturing equipment]
An outline of a nonwoven fabric manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 illustrates a schematic structure of an example of a nonwoven fabric manufacturing apparatus 101. Items already explained in [1. Nonwoven fabric manufacturing method] will not be explained below.

不織布の製造装置101は、第1の液体10と、当該第1の液体10との間に界面12を形成する第2の液体11と、を収容する、容器1と、容器1の第1の液体10が収容される領域に配置される、静電紡糸ノズル2と、容器1の第2の液体11が収容される領域に接続される、対向電極3と、を備え、静電紡糸ノズル2は、第2の液体11に向かって、繊維材料を含む液体試料13を静電紡糸するものであり、静電紡糸ノズル2と対向電極3との間に電位差が与えられる、ものである。 The nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 includes a container 1 that contains a first liquid 10 and a second liquid 11 that forms an interface 12 between the first liquid 10 and the first liquid 10, an electrostatic spinning nozzle 2 that is disposed in the area of the container 1 where the first liquid 10 is contained, and a counter electrode 3 that is connected to the area of the container 1 where the second liquid 11 is contained. The electrostatic spinning nozzle 2 electrostatically spins a liquid sample 13 containing a fiber material toward the second liquid 11, and a potential difference is applied between the electrostatic spinning nozzle 2 and the counter electrode 3.

上記構成であれば、静電紡糸ノズル2と対向電極3との間(より具体的に、静電紡糸ノズル2と、対向電極3に接続された第2の液体11との間)に与えられた電位差によって、第1の液体10中に配置された静電紡糸ノズル2から、第2の液体11に向かって、繊維材料を含む液体試料13が静電紡糸される。液体試料が第1の液体中を通過する過程において、当該液体試料の溶媒は第1の液体中に、例えば拡散、あるいは溶出されて、液体試料から溶媒が除去される。その結果、溶質である繊維材料の濃度が増して当該繊維材料同士が絡み合い、不織布を構成するための原材料21が形成される。また、原材料21は、液体試料13と同様に、第1の液体10から第2の液体11に向かって移動する。このとき、第1の液体10と第2の液体11との間には界面12が形成されている。界面12では、表面張力、浮力、および/または、電気的な引力などの力が原材料21に作用し、その結果、原材料21が界面12にて滞留する。その後、界面12では、滞留した原材料21が集積されて、その結果、原材料21によって、不織布20が作製される。 In the above configuration, a liquid sample 13 containing a fiber material is electrospun from the electrospinning nozzle 2 disposed in the first liquid 10 toward the second liquid 11 by a potential difference applied between the electrospinning nozzle 2 and the counter electrode 3 (more specifically, between the electrospinning nozzle 2 and the second liquid 11 connected to the counter electrode 3). In the process of the liquid sample passing through the first liquid, the solvent of the liquid sample is, for example, diffused or dissolved into the first liquid, and the solvent is removed from the liquid sample. As a result, the concentration of the fiber material, which is a solute, increases and the fiber materials become entangled with each other, forming the raw material 21 for forming the nonwoven fabric. In addition, the raw material 21 moves from the first liquid 10 toward the second liquid 11, similar to the liquid sample 13. At this time, an interface 12 is formed between the first liquid 10 and the second liquid 11. At the interface 12, forces such as surface tension, buoyancy, and/or electrical attraction act on the raw material 21, causing the raw material 21 to remain at the interface 12. The remaining raw material 21 then accumulates at the interface 12, resulting in the nonwoven fabric 20 being produced by the raw material 21.

静電紡糸ノズル2は、液体試料13に電圧を印加可能であれば、特に限定されない。静電紡糸ノズル2としては、例えば、金属製チューブ(例えば、ステンレス)、金属で表面をメッキしたキャピラリーチューブ、注射器、針等が挙げられる。液体試料13の紡糸量を調整しやすい観点から、注射器が好ましい。また、液体試料13に直接電極を挿入して高電圧を印加することも可能である。この場合は、ノズル2の材質は限定されない。 The electrostatic spinning nozzle 2 is not particularly limited as long as it can apply a voltage to the liquid sample 13. Examples of the electrostatic spinning nozzle 2 include a metal tube (e.g., stainless steel), a capillary tube with a metal-plated surface, a syringe, a needle, and the like. A syringe is preferred from the viewpoint of making it easier to adjust the amount of spinning of the liquid sample 13. It is also possible to insert an electrode directly into the liquid sample 13 and apply a high voltage. In this case, the material of the nozzle 2 is not limited.

1つの不織布の製造装置101に設けられる静電紡糸ノズル2の数は、限定されず、1個であってもよいし、複数個(例えば、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上)であってもよい。容器1の大きさに応じて、1つの不織布の製造装置101に設けられる静電紡糸ノズル2の数を適宜設定すればよい。例えば、容器1が大きな場合には、1つの不織布の製造装置101に設けられる静電紡糸ノズル2の数を複数個にすればよい。当該構成であれば、大きな不織布であって、不織布全体に渡って性質(例えば、厚さ)が略同じである不織布を、容易に製造することができる。 The number of electrostatic spinning nozzles 2 provided in one nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 is not limited, and may be one or more (e.g., two or more, three or more, four or more, five or more). The number of electrostatic spinning nozzles 2 provided in one nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 may be appropriately set according to the size of the container 1. For example, if the container 1 is large, the number of electrostatic spinning nozzles 2 provided in one nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 may be multiple. With this configuration, it is possible to easily manufacture a large nonwoven fabric having substantially the same properties (e.g., thickness) throughout the entire nonwoven fabric.

第2の溶液11中に備えられた対向電極3は、静電紡糸ノズル2との間に電位差を形成できるものであればよく、特にその形状および材料は限定されない。対向電極3の形状は、例えば、リング状、板状、メッシュ状、棒状、織物状、不織布状等であってもよい。また、板状や棒状を複数並べてもよい。対向電極3の材料は、例えば、ステンレス、白金、アルミニウム、銅等の金属であってもよい。また、第2の液体11(例えば、水などの比誘電率が大きな液体)そのものを電極としてもよい。例えば、アースした銅線等を第2の溶液11に接続することで、第2の溶液11が対向電極の役割を果たし得る。 The counter electrode 3 provided in the second solution 11 may be any electrode capable of forming a potential difference between itself and the electrostatic spinning nozzle 2, and its shape and material are not particularly limited. The shape of the counter electrode 3 may be, for example, a ring, a plate, a mesh, a rod, a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like. A plurality of plate-shaped or rod-shaped electrodes may also be arranged. The material of the counter electrode 3 may be, for example, a metal such as stainless steel, platinum, aluminum, or copper. The second liquid 11 (for example, a liquid having a large relative dielectric constant such as water) itself may be used as an electrode. For example, the second solution 11 may function as a counter electrode by connecting an earthed copper wire or the like to the second solution 11.

容器1の容積および形状は、限定されない。容器1の容積および形状を適宜選択すれば、界面12の広さ、および/または、形状を調節することができる。その結果、製造される不織布20の広さ、および/または、形状を容易に調節することができる。 The volume and shape of the container 1 are not limited. By appropriately selecting the volume and shape of the container 1, the width and/or shape of the interface 12 can be adjusted. As a result, the width and/or shape of the nonwoven fabric 20 produced can be easily adjusted.

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、作製した不織布を回収するための回収部4を備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may include a recovery section 4 for recovering the produced nonwoven fabric.

回収部4は、作製した不織布を回収できるものであればよく、その構成は限定されない。回収部4は、例えば、(i)界面に形成された不織布を巻き取る回転式コレクター、(ii)界面に形成された不織布を取り上げる網、(iii)不織布を乾燥するヒーター、または、(iv)液体回収システムであり得る。連続的に大量の不織布を回収できる観点から、回収部4は、回転式コレクター(回転式ドラム)であることが好ましい。 The recovery unit 4 may be any device capable of recovering the produced nonwoven fabric, and its configuration is not limited. The recovery unit 4 may be, for example, (i) a rotary collector that winds up the nonwoven fabric formed at the interface, (ii) a net that picks up the nonwoven fabric formed at the interface, (iii) a heater that dries the nonwoven fabric, or (iv) a liquid recovery system. From the viewpoint of being able to continuously recover a large amount of nonwoven fabric, it is preferable that the recovery unit 4 be a rotary collector (rotary drum).

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、界面の形状を制御する界面形状制御部5を備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may include an interface shape control unit 5 that controls the shape of the interface.

界面形状制御部5は、界面の形状を制御できるものであればよく、その構成は限定されない。界面形状制御部5は、例えば、(i)超音波照射装置、(ii)電磁波発生装置、または、(iii)カルマン渦発生装置であり得る。容易に界面の形状の制御が可能である観点から、界面形状制御部5は、超音波照射装置であることが好ましい。 The interface shape control unit 5 may be any device capable of controlling the shape of the interface, and its configuration is not limited. The interface shape control unit 5 may be, for example, (i) an ultrasonic irradiation device, (ii) an electromagnetic wave generator, or (iii) a Karman vortex generator. From the viewpoint of being able to easily control the shape of the interface, it is preferable that the interface shape control unit 5 is an ultrasonic irradiation device.

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、上記電位差の大きさを調節する電位差調節部6を備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may be equipped with a potential difference adjustment unit 6 that adjusts the magnitude of the potential difference.

電位差調節部6は、静電紡糸ノズルと対向電極との間の電位差を調節できるものであればよく、その構成は限定されない。 The potential difference adjustment unit 6 may be configured in any way as long as it can adjust the potential difference between the electrostatic spinning nozzle and the opposing electrode.

電位差調節部6としては、静電紡糸ノズルに印加される電圧を調節し得る、市販の装置を用いればよい。また、上記電位差調節部6は、上記静電紡糸ノズルと一体化されていてもよい。 The potential difference adjustment unit 6 may be a commercially available device capable of adjusting the voltage applied to the electrostatic spinning nozzle. The potential difference adjustment unit 6 may also be integrated with the electrostatic spinning nozzle.

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、上記静電紡糸ノズルと上記界面との距離を調節する紡糸距離調節部7を備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may be equipped with a spinning distance adjustment unit 7 that adjusts the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface.

紡糸距離調節部7は、上記静電紡糸ノズルと上記界面の距離を調節できるものであればよく、その構成は限定されない。 The spinning distance adjustment unit 7 may be configured in any way as long as it can adjust the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface.

図2に示すように、紡糸距離調節部7は、静電紡糸ノズルの位置を、位置Aから位置Bへ、および/または、位置Bから位置Aへ変化させるものであってもよい。 As shown in FIG. 2, the spinning distance adjustment unit 7 may change the position of the electrostatic spinning nozzle from position A to position B and/or from position B to position A.

この場合、紡糸距離調節部7は、(i)静電紡糸ノズルを移動させることによって、静電紡糸ノズルの位置を、位置Aから位置Bへ、および/または、位置Bから位置Aへ変化させるものであってもよいし、(ii)容器を移動させることによって、静電紡糸ノズルの位置を、位置Aから位置Bへ、および/または、位置Bから位置Aへ変化させるものであってもよい。なお、静電紡糸ノズル、または、容器を移動させる装置としては、適宜、市販の装置を用いればよい。 In this case, the spinning distance adjustment unit 7 may (i) change the position of the electrostatic spinning nozzle from position A to position B and/or from position B to position A by moving the electrostatic spinning nozzle, or (ii) change the position of the electrostatic spinning nozzle from position A to position B and/or from position B to position A by moving the container. Note that a commercially available device may be used as appropriate as a device for moving the electrostatic spinning nozzle or the container.

紡糸距離調節部7の別の態様としては、予め、界面からの距離が異なる複数個の静電紡糸ノズルを設け、駆動する静電紡糸ノズルを適宜選択する態様を挙げることができる。例えば、位置Aに配置された静電紡糸ノズルA、および、位置Bに配置された静電紡糸ノズルBを、予め設ける。静電紡糸ノズルAまたは静電紡糸ノズルBの何れかを駆動させることによって、静電紡糸ノズルと界面との距離を調節することができる。 Another embodiment of the spinning distance adjustment unit 7 is to provide multiple electrostatic spinning nozzles at different distances from the interface in advance, and to select the electrostatic spinning nozzle to be driven as appropriate. For example, electrostatic spinning nozzle A is provided in advance at position A, and electrostatic spinning nozzle B is provided in advance at position B. By driving either electrostatic spinning nozzle A or electrostatic spinning nozzle B, the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface can be adjusted.

紡糸距離調節部7の別の態様としては、予め、界面からの距離が異なる複数個の挿入口を容器に設け、静電紡糸ノズルを挿入する挿入口を適宜選択する態様を挙げることができる。位置Aに配置された挿入口A、および、位置Bに配置された挿入口Bを、予め容器に設ける。挿入口Aまたは挿入口Bの何れかに静電紡糸ノズルを挿入した後、当該静電紡糸ノズルを駆動させることによって、静電紡糸ノズルと界面との距離を調節することができる。 Another embodiment of the spinning distance adjustment unit 7 is to provide the container with multiple insertion ports at different distances from the interface, and to select the insertion port into which the electrostatic spinning nozzle is to be inserted as appropriate. An insertion port A located at position A and an insertion port B located at position B are provided in the container in advance. After inserting the electrostatic spinning nozzle into either insertion port A or insertion port B, the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface can be adjusted by driving the electrostatic spinning nozzle.

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、上記容器内に収容された上記第1の液体の一部を当該容器外へ排出する排出口30を備えていてもよい。 As shown in FIG. 2, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may include an outlet 30 for discharging a portion of the first liquid contained in the container to the outside of the container.

排出口30としては、目的の液体を排出可能であれば特に限定されるものではない。例えば、ポンプ等の循環機構を備えてもよいし、開閉可能な単なる開口部を備えるのみであってもよい。 The outlet 30 is not particularly limited as long as it is capable of discharging the desired liquid. For example, it may be equipped with a circulation mechanism such as a pump, or may simply be equipped with an opening that can be opened and closed.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置201は、新たな第1の液体を容器内へ導入する導入口を備えていてもよい。なお、当該導入口は、例えば、容器の第1の液体が収容される領域(例えば、排出口30と向かい合う領域)に設けられ得る。 The nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 according to one embodiment of the present invention may be provided with an inlet for introducing new first liquid into the container. The inlet may be provided, for example, in an area of the container where the first liquid is stored (for example, an area facing the discharge outlet 30).

導入口としては、目的の液体を導入可能であれば特に限定されるものではない。例えば、ポンプ等の循環機構を備えてもよいし、開閉可能な単なる開口部を備えるのみであってもよい。 The inlet is not particularly limited as long as it is capable of introducing the desired liquid. For example, it may be equipped with a circulation mechanism such as a pump, or may simply be equipped with an opening that can be opened and closed.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置は、以下の構成であることが好ましい:
(1)更に、界面に集積した不織布を回収する回収部を備えている、不織布の製造装置。
(2)更に、界面の形状を制御する界面形状制御部を備えている、不織布の製造装置。
(3)更に、電位差の大きさを調節する電位差調節部を備えている、不織布の製造装置。
(4)更に、静電紡糸ノズルと界面との距離を調節する紡糸距離調節部を備えている、不織布の製造装置。
(5)更に、容器内に収容された上記第1の液体の一部を当該容器外へ排出する排出口を備えている、不織布の製造装置。
The nonwoven fabric manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention preferably has the following configuration:
(1) The nonwoven fabric manufacturing apparatus further includes a recovery section for recovering the nonwoven fabric accumulated at the interface.
(2) The nonwoven fabric manufacturing apparatus further includes an interface shape control unit that controls the shape of the interface.
(3) The nonwoven fabric manufacturing apparatus further includes a potential difference adjusting unit that adjusts the magnitude of the potential difference.
(4) The nonwoven fabric manufacturing apparatus further includes a spinning distance adjustment unit that adjusts the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface.
(5) The nonwoven fabric manufacturing apparatus further includes a discharge port for discharging a portion of the first liquid contained in the container to the outside of the container.

〔3.不織布〕
本発明の一実施形態に係る不織布は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるものである。
[3. Nonwoven Fabric]
The nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention is produced by the production method according to one embodiment of the present invention.

なお、上記不織布をその構造又は特性により直接特定することは、不可能または非実際的である。使用される繊維材料の各々によってその構造や、それに伴う特性が異なることに照らせば、本発明の不織布に製造方法により作製された不織布を、その構造又は特性により直接特定することは不可能である。 It is impossible or impractical to directly identify the nonwoven fabric by its structure or properties. In light of the differences in structure and associated properties of each of the fiber materials used, it is impossible to directly identify the nonwoven fabric produced by the manufacturing method of the nonwoven fabric of the present invention by its structure or properties.

本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法では、第1の液体および第2の液体という異なる2種類の液体を用いる。この場合、第1の液体と接触する不織布の面には、例えば、(i)繊維材料を構成する複数種類の高分子化合物の中の、第1の液体と親和性が高い高分子化合物、または、(ii)繊維材料を構成する1種類または複数の高分子化合物の分子内領域であって、第1の液体と親和性が高い分子内領域、が配置される傾向を示す。一方、第2の液体と接触する不織布の面には、例えば、(iii)繊維材料を構成する複数種類の高分子化合物の中の、第2の液体と親和性が高い高分子化合物、または、(iv)繊維材料を構成する1種類の高分子化合物の分子内領域であって、第2の液体と親和性が高い分子内領域、が配置される傾向を示す。その結果、本発明の一実施形態に係る不織布の製造方法であれば、第1の液体と接触する不織布の面の性質と、第2の液体と接触する不織布の面の性質とが異なる不織布を容易に製造することができる。 In the method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention, two different liquids, a first liquid and a second liquid, are used. In this case, the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the first liquid tends to have, for example, (i) a polymer compound that has a high affinity with the first liquid among the multiple polymer compounds that make up the fiber material, or (ii) an intramolecular region of one or more polymer compounds that make up the fiber material and has a high affinity with the first liquid. On the other hand, the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the second liquid tends to have, for example, (iii) a polymer compound that has a high affinity with the second liquid among the multiple polymer compounds that make up the fiber material, or (iv) an intramolecular region of one type of polymer compound that makes up the fiber material and has a high affinity with the second liquid. As a result, the method for producing a nonwoven fabric according to one embodiment of the present invention makes it possible to easily produce a nonwoven fabric in which the properties of the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the first liquid and the surface of the nonwoven fabric that comes into contact with the second liquid are different.

このような不織布としては、例えば、(i)表面が親水性であり、裏面が撥水性である不織布、(ii)表面と裏面で繊維素材の結晶化度が異なる不織布、(iii)表面と裏面で繊維表面の構造(平滑性,多孔性など)が異なる不織布、(iv)表面と裏面で繊維間の空隙が異なる不織布等が挙げられる。 Examples of such nonwoven fabrics include (i) nonwoven fabrics whose front surface is hydrophilic and whose back surface is water-repellent, (ii) nonwoven fabrics whose fiber material has different degrees of crystallinity on the front and back surfaces, (iii) nonwoven fabrics whose fiber surface structures (smoothness, porosity, etc.) are different on the front and back surfaces, and (iv) nonwoven fabrics whose interfacial gaps between fibers are different on the front and back surfaces.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔試験1〕
図1に示す、不織布の製造装置101を用いて、第1の液体をヘキサン、第2の液体を水とし、不織布の静電紡糸を行った。液体試料は、酢酸セルロース(CA)(和光純薬株式会社製)1gおよびN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)(ナカライテスク株式会社製)を9g混合した、CA-DMAc10wt%溶液2mLを用いた。紡糸条件は、静電紡糸ノズルへの液体試料の供給速度が0.6mL/h、静電紡糸ノズルへの印加電圧が20kV、界面と静電紡糸ノズルの距離は2.5cmで行った。また、対向電極は、地面にアースした銅線を用いた。得られた不織布の外観図とSEM像を図4に示す。
[Test 1]
Using the nonwoven fabric manufacturing apparatus 101 shown in FIG. 1, the first liquid was hexane, the second liquid was water, and electrostatic spinning of the nonwoven fabric was performed. The liquid sample was 2 mL of a 10 wt% CA-DMAc solution obtained by mixing 1 g of cellulose acetate (CA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 9 g of N,N-dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.). The spinning conditions were a supply rate of the liquid sample to the electrostatic spinning nozzle of 0.6 mL/h, an applied voltage to the electrostatic spinning nozzle of 20 kV, and a distance between the interface and the electrostatic spinning nozzle of 2.5 cm. In addition, a copper wire grounded to the ground was used as the counter electrode. An external view and an SEM image of the obtained nonwoven fabric are shown in FIG. 4.

図4より、ヘキサンと水との界面に不織布が形成されたことがわかる。このことから、水表面がコレクターの役割を果たしたと言える。 Figure 4 shows that a nonwoven fabric was formed at the interface between hexane and water. This indicates that the water surface acted as a collector.

〔試験2〕
印加電圧を変更したこと以外は試験1と同様に不織布を作製した。得られた不織布のSEM像を図5に示す。静電紡糸ノズルへの印加電圧はそれぞれ、(a)12kV、(b)16kV、(c)20kV、(d)24kVとした。得られた不織布のSEM像を図5に示す。
[Test 2]
A nonwoven fabric was produced in the same manner as in Test 1 except that the applied voltage was changed. SEM images of the obtained nonwoven fabric are shown in Figure 5. The applied voltages to the electrostatic spinning nozzle were (a) 12 kV, (b) 16 kV, (c) 20 kV, and (d) 24 kV, respectively. SEM images of the obtained nonwoven fabric are shown in Figure 5.

図5より、印加電圧を24kVにして作製した不織布が、最も繊維の形状を有していることがわかった。したがって、24kVの印加電圧が、繊維形状の形成に最も好ましいと示された。 Figure 5 shows that the nonwoven fabric produced with an applied voltage of 24 kV had the most fibrous shape. Therefore, an applied voltage of 24 kV was shown to be the most favorable for forming a fibrous shape.

〔試験3〕
界面と静電紡糸ノズルの距離を変更したこと以外は試験1と同様に不織布を作製した。距離はそれぞれ、(a)3.0cm、(b)3.5cm、(c)4.0cmとした。得られた不織布のSEM像を図6に示す。
[Test 3]
A nonwoven fabric was produced in the same manner as in Test 1, except that the distance between the interface and the electrostatic spinning nozzle was changed. The distances were (a) 3.0 cm, (b) 3.5 cm, and (c) 4.0 cm. SEM images of the obtained nonwoven fabric are shown in FIG. 6.

図6より、(c)が最も繊維形状を有していることがわかった。したがって、界面と針との距離が大きいほど、繊維形状を形成しやすいことが示された。 Figure 6 shows that (c) has the most fibrous shape. This shows that the greater the distance between the interface and the needle, the easier it is to form a fibrous shape.

〔試験4〕
液体試料の材料を酢酸セルロースからポリフッ化ビニリデン(PVDF)に変更したこと以外は実施例1と同様に不織布を作製した。また、得られた不織布にそれぞれ異なる処理を行った。不織布にはそれぞれ、(a)風乾、(b)エタノールに浸漬、(c)蒸留水に浸漬する処理を行った。処置後の不織布のSEM像を図7に示す。
[Test 4]
Nonwoven fabrics were prepared in the same manner as in Example 1, except that the material of the liquid sample was changed from cellulose acetate to polyvinylidene fluoride (PVDF). The nonwoven fabrics obtained were subjected to different treatments. The nonwoven fabrics were each subjected to the following treatments: (a) air drying, (b) immersion in ethanol, and (c) immersion in distilled water. SEM images of the nonwoven fabrics after the treatments are shown in FIG. 7.

図7より、PVDFを用いても繊維が形成できることが分かった。また、a、b、cはそれぞれ作製時にヘキサンに接していた側、a、b、cは水に接していた側のSEM像である。各表面で、繊維の形状が異なることが分かる。したがって、ある一方の面と、もう片方の面で性質の異なる不織布が製造可能であることが示された。 From Figure 7, it was found that fibers can be formed using PVDF. Also, a1 , b1 , and c1 are SEM images of the sides that were in contact with hexane during preparation, and a2 , b2 , and c2 are SEM images of the sides that were in contact with water. It can be seen that the shape of the fibers is different on each surface. This shows that it is possible to manufacture nonwoven fabrics with different properties on one side and the other side.

本発明は、不織布の製造方法として好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used as a method for producing nonwoven fabric.

1 容器
2 静電紡糸ノズル
3 対向電極
4 回収部
5 界面形状制御部
6 電位差調節部
7 紡糸距離調整部
10 第1の液体
11 第2の液体
12 界面
13 液体試料
20 不織布
21 原材料
30 排出口
101 不織布の製造装置
201 不織布の製造装置
301 不織布の製造方法
302 不織布の製造方法
303 不織布の製造方法
REFERENCE SIGNS LIST 1 Container 2 Electrostatic spinning nozzle 3 Counter electrode 4 Recovery section 5 Interface shape control section 6 Potential difference adjustment section 7 Spinning distance adjustment section 10 First liquid 11 Second liquid 12 Interface 13 Liquid sample 20 Nonwoven fabric 21 Raw material 30 Discharge port 101 Nonwoven fabric manufacturing apparatus 201 Nonwoven fabric manufacturing apparatus 301 Nonwoven fabric manufacturing method 302 Nonwoven fabric manufacturing method 303 Nonwoven fabric manufacturing method

Claims (7)

第1の液体中に配置された静電紡糸ノズルと、第2の液体に接続された対向電極との間に電位差を与える、電位差形成工程と、
上記電位差によって、上記静電紡糸ノズルから上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸する、静電紡糸工程と、を含み、
上記第1の液体と上記第2の液体とは、互いに界面を形成し得る溶液であり、
上記第1の液体と上記第2の液体とは、比重が異なり、かつ、上記第1の液体の誘電率は、上記第2の液体の誘電率よりも低い、不織布の製造方法。
A potential difference forming step of applying a potential difference between an electrostatic spinning nozzle disposed in the first liquid and a counter electrode connected to the second liquid;
an electrostatic spinning step of electrostatically spinning a liquid sample including a fiber material from the electrostatic spinning nozzle toward the second liquid by the potential difference;
the first liquid and the second liquid are solutions capable of forming an interface with each other,
A method for producing a nonwoven fabric, wherein the first liquid and the second liquid have different specific gravities, and the dielectric constant of the first liquid is lower than the dielectric constant of the second liquid .
上記静電紡糸工程の後に、および/または、上記静電紡糸工程と同時に、上記界面に集積した不織布を回収する回収工程を含む、請求項1に記載の不織布の製造方法。 The method for producing the nonwoven fabric according to claim 1 further comprises a recovery step of recovering the nonwoven fabric accumulated at the interface after and/or simultaneously with the electrostatic spinning step. 上記第1の液体と第2の液体との界面の形状を制御する界面形状制御工程を更に含む、請求項1または2に記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to claim 1 or 2, further comprising an interface shape control step for controlling the shape of the interface between the first liquid and the second liquid. 上記電位差の大きさを調節する電位差調節工程をさらに含む、請求項1~3の何れか1項に記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3 further includes a potential difference adjustment step for adjusting the magnitude of the potential difference. 上記静電紡糸ノズルと上記界面との距離を調節する紡糸距離調節工程をさらに含む、請求項1~4の何れか1項に記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 4, further comprising a spinning distance adjustment step for adjusting the distance between the electrostatic spinning nozzle and the interface. 上記第1の液体の一部を排出する溶液排出工程をさらに含む、請求項1~5の何れか1項に記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 5, further comprising a solution discharge step of discharging a portion of the first liquid. 第1の液体と、当該第1の液体との間に界面を形成する第2の液体と、を収容する、容器と、
上記容器の第1の液体が収容される領域に配置される、静電紡糸ノズルと、
上記容器の第2の液体が収容される領域に接続される、対向電極と、を備え、
上記静電紡糸ノズルは、上記第2の液体に向かって、繊維材料を含む液体試料を静電紡糸するものであり、
上記静電紡糸ノズルと対向電極との間に電位差が与えられ、
上記第1の液体と上記第2の液体とは、互いに界面を形成し得る溶液であり、
上記第1の液体と上記第2の液体とは、比重が異なり、かつ、上記第1の液体の誘電率は、上記第2の液体の誘電率よりも低い、
不織布の製造装置。
a container containing a first liquid and a second liquid forming an interface between the first liquid and the second liquid;
An electrostatic spinning nozzle disposed in a region of the container in which the first liquid is contained;
a counter electrode connected to a region of the container in which the second liquid is contained;
The electrostatic spinning nozzle electrostatically spins a liquid sample including a fiber material toward the second liquid,
A potential difference is applied between the electrospinning nozzle and a counter electrode ,
the first liquid and the second liquid are solutions capable of forming an interface with each other,
The first liquid and the second liquid have different specific gravities, and the dielectric constant of the first liquid is lower than the dielectric constant of the second liquid.
Nonwoven fabric manufacturing equipment.
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