纖維層疊體及其制造方法與流程
本發明涉及使用粘接劑將多個纖維片層疊而成的纖維層疊體及其制造方法。
背景技術：
多個纖維片(無紡布等)層疊而成的纖維層疊體的強度高，因此用于各種用途。例如，日本特開2014-121699號公報提出了使用層疊體作為空氣凈化器的過濾件的內容。該層疊體具有：作為基材的無紡布、作為保護層的另一無紡布、以及夾在它們之間的極細纖維層。這種層疊體例如通過如下方法制造：利用靜電紡絲法向作為基材的無紡布堆積極細纖維后，涂敷粘接劑，然后層疊另一無紡布作為保護層。
技術實現要素：
本發明提供能夠抑制壓力損失并且提高集塵效率的纖維層疊體及其制造方法。
本發明的纖維層疊體包括：含有第一纖維的第一纖維片、層疊于該第一纖維片且含有第二纖維的第二纖維片、以及夾設在第一纖維片與第二纖維片之間的粘接劑。粘接劑配置為，在從纖維層疊體的主面的法線方向觀察時，在纖維層疊體形成線狀的第一區域。第一纖維片與第二纖維片借助該第一區域而粘接。在第一區域以外的第二區域，在第一纖維片與第二纖維片之間形成有間隙。
在本發明的纖維層疊體的制造方法中，首先，準備含有第一纖維的帶狀的第一纖維片、含有第二纖維的帶狀的第二纖維片。接下來，在第一纖維片的主面上呈線狀地設置粘接劑。然后，將第二纖維片重疊在第一纖維片的主面上，以使第二纖維片與第一纖維片中的至少任一方起伏的方式將第一纖維片與所述第二纖維片借助粘接劑粘接。這樣，在第一纖維片與第二纖維片之間形成間隙。
根據本發明所涉及的纖維層疊體，能夠抑制壓力損失，并且能夠得到高集塵效率。
附圖說明
圖1是示意性地示出本發明的實施方式所涉及的纖維層疊體的俯視圖。
圖2是省略圖1所示的纖維層疊體中的第二纖維片以及第三纖維片并從纖維層疊體的上方觀察第一纖維片以及粘接劑時的概要圖。
圖3是示意性地示出圖2的區域iii的放大圖。
圖4是圖1的iv-iv線處的剖視圖。
圖5是圖4的局部放大剖視圖。
圖6是概要地示出本發明的實施方式所涉及的纖維層疊體的制造裝置的一例的結構的圖。
具體實施方式
在對本發明的實施方式進行說明之前，對以往的層疊體的問題點進行簡單地說明。在借助粘接劑層疊多個片的情況下，若粘接劑的量不足，則在片間產生剝離。若為了防止片間的剝離而增加粘接劑的量，則由于粘接劑阻礙通氣性，導致壓力損失增大。或者，無法得到足夠的集塵效率。
(纖維層疊體)
以下，適當參照附圖對本實施方式的纖維層疊體進行具體說明。
圖1是示意性地示出本實施方式所涉及的纖維層疊體10的俯視圖。需要說明的是，對于纖維層疊體10的外形而言，只要能夠數出邊(端邊)的數量(即，圓以及橢圓形以外的范圍)則并不特別限定，可以如圖1所示為長條體(帶狀體)，也可以為矩形，還可以為其他多邊形。以下，列舉纖維層疊體10為長條體的情況進行說明。
圖2是省略圖1的纖維層疊體10中的第二纖維片以及第三纖維片并從纖維層疊體10的上表面側(主面的法線方向)觀察第一纖維片1和配置在第一纖維片1上的粘接劑時的概要圖。圖3是示意性地示出圖2的區域iii的放大圖。圖4是圖1的iv-iv線處的向視剖視圖。圖5是圖4的局部放大剖視圖。
纖維層疊體10包括：含有第一纖維1f的第一纖維片1、層疊于第一纖維片1且含有第二纖維2f的第二纖維片2、以及夾設在第一纖維片1與第二纖維片2之間的粘接劑4。需要說明的是，如圖4、圖5所示，纖維層疊體10還包括第三纖維片3。粘接劑4配置為，在從纖維層疊體10的主面的法線方向觀察時，在纖維層疊體10上形成線狀的區域(第一區域r1)，第一纖維片與第二纖維片借助第一區域r1粘接。在圖2以及圖3中，對配置有粘接劑的線狀的第一區域r1標注剖面線而示出。并且，在第一區域r1以外的區域(第二區域r2)，在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成有間隙s。
需要說明的是，纖維片含有纖維是指作為主要成分含有纖維。在該情況下，主要成分的含有率為80重量％以上。即，第一纖維片1含有第一纖維1f作為主要成分，第二纖維片2含有第二纖維2f作為主要成分。
在以往的纖維層疊體中，基于抑制無紡布等的纖維片間的剝離的觀點，在纖維片間的界面整體盡可能均勻地設置粘接劑。但是，在該情況下，纖維層疊體的壓力損失變大。另一方面，在纖維層疊體10中，在從其主面的法線方向觀察時，粘接劑4配置成線狀。由此，能夠抑制壓力損失，并且即使與以往相比粘接劑4變少，也能夠抑制纖維片間的剝離。此外，在配置有粘接劑4的線狀的第一區域r1以外的第二區域r2，在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成有間隙s，通過采用這種狀態能夠提高集塵效率。集塵效率提高的理由并不確定，但認為具有如下原因，通過在第二區域r2形成間隙，從而第一纖維片1以及/或者第二纖維片2起伏而使表面積增加。
需要說明的是，線狀的第一區域r1是指，纖維層疊體10中的、借助以線狀設置的粘接劑4而粘接且包括線狀的粘接劑4在內的帶狀的區域。
首先，對于各纖維片以及粘接劑4，以下，以應用于空氣凈化器的過濾件的方式為例進行具體說明。需要說明的是，纖維層疊體10的用途不限于過濾件。
(第一纖維片)
第一纖維片1例如是支承第二纖維片2(以及后述的第三纖維片3)的支承體(基材)。第一纖維片1的方式以及材質并不特別限定，根據用途適當選擇即可。作為第一纖維片1，具體而言，能夠例示紡織物、編織物、無紡布等纖維結構體。其中，在使用纖維層疊體10作為過濾件的情況下，基于抑制壓力損失的觀點，優選第一纖維片1是無紡布。
無紡布例如通過紡粘法、干式法(例如氣流成網法)、濕式法、熔噴法、針刺法等制造。其中，在容易形成適于作為基材的無紡布方面，優選第一纖維片1是利用濕式法制造的無紡布。
在第一纖維片1是無紡布的情況下，構成第一纖維片1的第一纖維1f的材質并不特別限定。例如，可以列舉玻璃纖維、纖維素、丙烯酸樹脂、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯(pet)、聚對苯二甲酸丁二酯)、聚酰胺(pa)、或者它們的混合物等作為第一纖維1f的材質。作為第一纖維1f的材質，其中，在適于作為基材的方面優選是pet或者纖維素。第一纖維1f的平均纖維直徑d1并不特別限定，例如，可以為1μm以上且40μm以下，也可以為5μm以上且20μm以下。
平均纖維直徑d1是指第一纖維1f的直徑的平均值。第一纖維1f的直徑是指第一纖維1f的與長度方向垂直的剖面的直徑。在這樣的剖面并非圓形的情況下，可以將最大徑視為直徑。另外，也可以將在從一個主面的法線方向觀察第一纖維片1時的、第一纖維1f的與長度方向垂直的方向的寬度視為第一纖維1f的直徑。平均纖維直徑d1例如是第一纖維片1所包含的任意的10根第一纖維1f的任意位置的直徑的平均值。對于后述的平均纖維直徑d2、d3也是同樣的。
第一纖維片1的厚度t1并不特別限定，例如，可以為50μm以上且500μm以下，也可以為150μm以上且400μm以下。
第一纖維片1的厚度t1是指例如第一纖維片1的任意的10個位置的厚度的平均值。對于后述的厚度t2、t3也是同樣的。纖維片的厚度是指纖維片的兩個主面之間的距離。在纖維片是無紡布的情況下，其厚度通過以下方式求取。首先，拍攝纖維層疊體10的剖面。然后，從位于纖維片的一個主面上的任意一個位置引出與一個表面垂直的線直至另一個主面。位于該線上的纖維中的、位于最大程度分離的位置的2根纖維的外側(外方)的距離相當于厚度。對于其他任意的多個位置(例如，9個位置)同樣地計算纖維片的厚度，將使上述厚度平均化后的數值設為纖維片的厚度。在進行上述厚度的計算時，可以使用二值化處理的圖像。
第一纖維片的單位面積的質量也并不特別限定，例如，可以為10g/m2以上且80g/m2以下，也可以為35g/m2以上且60g/m2以下。
第一纖維片的壓力損失并不特別限定。其中，在利用以jisb9908形式1的規格為基準的測定器進行測定時，第一纖維片的初始的壓力損失優選為1pa以上且10pa以下左右。若第一纖維片的初始的壓力損失處于該范圍，則也容易抑制纖維層疊體10整體的壓力損失。
需要說明的是，在上述形式1的試驗方法中，通過以下方式測定壓力損失。將具有纖維層疊體10的過濾單元以不產生空氣泄漏的方式保持于單元固定部。另外，在過濾單元安裝有靜壓測定部。靜壓測定部具有夾持過濾單元的直管部，在該直管部的上游側、下游側的管壁設置有垂直的靜壓測定孔。在該狀態下，利用鼓風機向過濾單元輸送額定風量的風。然后，通過經由管而與靜壓測定孔連接的壓力計來測定上游側、下游側的靜壓，從而求出壓力損失。
(第二纖維片)
第二纖維片2發揮集塵功能，并且在如后述那樣第三纖維片3層疊于第一纖維片1的情況下，第二纖維片2作為保護第三纖維片3免受外部的負載的影響的保護層而發揮功能。
第二纖維片2例如可以是通過上述方法制造的無紡布。其中，在使用纖維層疊體10作為過濾件的情況下，優選第二纖維片2是通過熔噴法制造的無紡布。在熔噴法中，容易形成纖維直徑細的無紡布。此外，在能夠期待集塵效果方面，優選第二纖維片2通過帶電處理等而帶電(永久帶電)。永久帶電是指，在不存在外部電場的狀態下半永久地保持電極化并在周圍形成電場的狀態。
構成第二纖維片2的第二纖維2f的材質并不特別限定。例如，可以列舉玻璃纖維、纖維素、丙烯酸樹脂、pp、pe、pet等聚酯、pa、或者它們的混合物等。其中，在容易帶電方面，優選pp。第二纖維的平均纖維直徑d2也并不特別限定。平均纖維直徑d2例如可以為0.5μm以上且20μm以下，也可以為3μm以上且20μm以下。
優選第二纖維片2的厚度t2比第一纖維片1的厚度t1小。由此，第二纖維片2容易成為起伏的狀態，容易形成高度大的間隙。因此，能夠進一步提高集塵效果。第二纖維片2的厚度t2并不特別限定，可以為100μm以上且500μm以下，也可以為150μm以上且400μm以下。
第二纖維片2的單位面積的質量也并不特別限定，可以為10g/m2以上且50g/m2以下，也可以為10g/m2以上且30g/m2以下。
第二纖維片2的壓力損失并不特別限定。其中，在按照與上述相同的條件進行測定的情況下，第二纖維片2的初始的壓力損失優選為10pa以上且50pa以下左右。若第二纖維片2的初始的壓力損失處于該范圍，則也容易抑制纖維層疊體10整體的壓力損失。
(粘接劑)
粘接劑4的種類并不特別限定，例如，可以列舉以熱塑性樹脂為主要成分的熱熔粘接劑等。作為熱塑性樹脂，例如，可以例示聚氨酯(pu)、pet等聚酯、氨基甲酸酯改性共聚聚酯等共聚聚酯、pa、聚烯烴(例如pp、pe)等。熱熔粘接劑例如一邊通過加熱而熔融，一邊以線狀設置在第一纖維片1或者第二纖維片2上。或者，也可以在將粒子狀的熱熔粘接劑呈線狀地散布在第一纖維片1或者第二纖維片2上后，進行加熱而使其熔融。
纖維層疊體10所保持的粘接劑4的質量也并不特別限定，基于接合強度以及壓力損失的觀點，優選為0.5g/m2以上且15g/m2以下，更優選為1g/m2以上且10g/m2以下，特別優選為2g/m2以上且6g/m2以下。需要說明的是，粘接劑4的質量是纖維層疊體10所保持的粘接劑4的平均質量。
(第三纖維片)
如前述那樣，也可以將第三纖維片3以與第一纖維片1相接的方式夾設在第一纖維片1與第二纖維片2之間。在該情況下，基于提高纖維層疊體10的集塵性能的觀點，優選第三纖維片3含有平均纖維直徑d3比第一纖維1f的平均纖維直徑d1以及第二纖維2f的平均纖維直徑d2小的第三纖維3f。第三纖維片3的方式并不特別限定，在如后述那樣利用靜電紡絲法生成第三纖維3f的情況下，第三纖維片3是無紡布。
第三纖維片3通過配置在線狀的第一區域r1的粘接劑4而分別與第一纖維片1以及第二纖維片2粘接。在第二區域r2，在第三纖維片3與第一纖維片1之間以及/或者第三纖維片3與第二纖維片2之間形成有間隙s。第二纖維片2比第一纖維片1薄的情況多，因此在纖維層疊體10中，第二纖維片2形成為起伏的狀態的情況多。在該情況下，在第二區域r2中，至少在第三纖維片3與第二纖維片2之間形成有間隙。
平均纖維直徑d3例如為10nm以上且3μm以下，優選為10nm以上且900nm以下，更優選為10nm以上且300nm以下。若平均纖維直徑d3處于該范圍，則容易抑制壓力損失，容易提高集塵效率。
第三纖維3f的材質并不特別限定。例如，可以列舉pa、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚縮醛、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜(pes)、聚苯硫醚，聚四氟乙烯、聚芳酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、pp、pet、pu等聚合物。它們可以單獨使用也可以組合使用2種以上。其中，在利用靜電紡絲法形成第三纖維3f的情況下，優選使用pes。另外，在容易使平均纖維直徑d3較細方面，優選使用pvdf。
對于第三纖維片3的厚度t3，基于壓力損失的觀點，優選為0.5μm以上且10μm以下，更優選為1μm以上且5μm以下。在按照與上述相同的條件進行測定的情況下，第三纖維片3的初始的壓力損失優選為5pa以上且40pa以下左右。
對于第三纖維片3的單位面積的質量而言，基于壓力損失與集塵效率的平衡的觀點，優選為0.01g/m2以上且1.5g/m2以下，更優選為0.05g/m2以上且1.2g/m2以下，特別優選為0.1g/m2以上且1.0g/m2以下。
如前述那樣，在纖維層疊體10中，在從纖維層疊體10的主面的法線方向觀察時，粘接劑4配置為，纖維層疊體10形成具有寬度w的線狀的第一區域r1。并且，第一纖維片1與第二纖維片2借助線狀的粘接劑4粘接。在圖示例中，夾設在第一纖維片1與第二纖維片2之間的第三纖維片3也借助線狀的粘接劑4分別與第一纖維片1以及第二纖維片2粘接。
粘接劑4以將多個線狀的第一區域r1形成為條紋狀的方式以規定的間隔(間距)p配置。在帶狀的纖維層疊體10中，多個第一區域r1分別沿纖維層疊體10的長邊方向形成。在纖維層疊體10中，在線狀的第一區域r1以外的第二區域r2，如圖4所示，在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成有間隙s。這樣，通過將粘接劑4配置于第一區域r1，能夠抑制壓力損失，并且通過在第二區域r2形成間隙s，能夠得到高集塵效率。
需要說明的是，如圖3所示，第一區域r1被定義為具有將粘接劑4包圍的最小寬度的矩形的區域。
間隙s是在第二區域r2中形成于第一纖維片1與第二纖維片2之間的空間。在纖維層疊體10含有第三纖維片3的情況下，間隙s為形成在第一纖維片1與第二纖維片2之間的間隙即可，第一纖維片1與第三纖維片3之間的間隙、第三纖維片3與第二纖維片2之間的間隙也包含于間隙s。
纖維層疊體10的厚度方向上的、間隙s的最大高度h例如為1μm以上且300μm以下，優選為10μm以上且300μm以下或者50μm以上且200μm以下。在間隙s的最大高度h處于這種范圍的情況下，容易確保高集塵效率。
需要說明的是，間隙s的高度是指纖維層疊體10的沿著厚度方向(纖維層疊體10的主面的法線方向)的高度。另外，在纖維層疊體10不含有第三纖維片3的情況下，間隙s的高度是在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成的間隙的、纖維層疊體10的厚度方向上的高度。在纖維層疊體10含有第三纖維片3的情況下，間隙s的高度是在第一纖維片1與第三纖維片3之間形成的間隙以及在第二纖維片2與第三纖維片3之間的間隙各自的、纖維層疊體的厚度方向上的高度。在第一纖維片1與第三纖維片3之間以及第三纖維片3與第二纖維片2之間這雙方形成有間隙的情況下，纖維層疊體的厚度方向上的上述間隙的高度的合計是間隙s的高度。
間隙s的最大高度h是指，對于各間隙(例如，5個間隙)求出夾在相鄰的第一區域r1間的1個間隙的高度的最大值，并進行平均化而得到的平均值。例如，對于圖4所示這樣的與線狀的第一區域r1垂直的方向上的纖維層疊體10的剖面，拍攝電子顯微鏡照片，求出觀察到的間隙中的任意多個(例如，5個)間隙的最大高度，并進行平均化，從而求出間隙s的最大高度h。
間隙s的最大高度h也可以為第二纖維片2的厚度t2以下，也可以比厚度t2大。在使間隙s的最大高度h比厚度t2大的情況下，第二纖維片2容易起伏，容易提高表面積，因此能夠進一步提高集塵效率。
間隙s的最大高度h可以為第一纖維片1的厚度t1以上，也可以比厚度t1小。在使間隙s的最大高度h比厚度t1小的情況下，能夠減小纖維層疊體10的面方向上的性能(集塵性能等)的偏差。
間隙s的最大高度h可以為第三纖維片3的厚度t3以下。但是，基于容易確保高集塵效率和低壓力損失的觀點，優選使間隙s的最大高度h比厚度t3大。
粘接劑4配置為在第一區域r1中整體呈線狀即可，可以如圖3所示配置成波線狀，也可以配置成直線狀。另外，在圖3中示出了在第一區域r1連續地配置粘接劑4的情況，但不限于該情況。粘接劑4可以在第一區域r1中間歇地配置。作為間歇地配置粘接劑4的情況，例如，可以列舉配置為波線狀、虛線狀的情況。間歇地配置的粘接劑4可以整體呈直線狀，也可以呈波線狀。
需要說明的是，在圖示例中，遍及纖維層疊體10的整面形成有第一區域r1，但不限于這種情況，也可以使第一區域r1偏置。例如，可以將第一區域r1密集地形成在纖維層疊體10的寬度方向上的端部，也可以將第一區域r1密集地形成在寬度方向上的中央部。
第一區域r1的平均寬度w優選為0.1mm以上且10mm以下，更優選為1mm以上且5mm以下。在平均寬度w處于這種范圍的情況下，容易確保纖維片間的高剝離強度，并且容易抑制壓力損失。
需要說明的是，第一區域r1的平均寬度w是指任意的多個位置(例如，5個位置)處的第一區域r1的寬度w的平均值。
在粘接劑4配置為形成多個線狀的第一區域r1的情況下，相鄰的兩個第一區域r1之間的平均間距p并不特別限制，但基于抑制壓力損失的觀點，例如優選為1mm以上。平均間距p更優選為1mm以上且10mm以下或者2mm以上且20mm以下。在平均間距p處于這種范圍的情況下，能夠抑制壓力損失，并且能夠通過少量的粘接劑4有效地抑制纖維片間的剝離。另外，容易在相鄰的第一區域r1間形成間隙s。
需要說明的是，第一區域r1間的間距p是指，如圖3所示，相鄰的兩個第一區域r1的中心線(第一區域r1的寬度方向上的中心線)lc間的距離。平均間距p是指，對于任意的多個位置(例如，5個位置)，測定相鄰的兩個第一區域r1的中心線lc間的值的平均值。需要說明的是，第一區域r1的中心線lc是指將線狀的第一區域r1的短邊方向二等分的直線。
基于容易抑制壓力損失并且容易抑制纖維片間的剝離的觀點，在從纖維層疊體10的主面的法線方向觀察纖維層疊體10時，第一區域r1的合計的面積優選小于纖維層疊體10的主面的面積的50％，更優選為5％以上且45％以下或者10％以上且40％以下。
在圖示例中，示出了沿著帶狀的纖維層疊體10的長邊方向形成線狀的第一區域r1的情況，但不限于該情況。可以將第一區域r1形成為相對于纖維層疊體10的長邊方向傾斜，也可以沿著纖維層疊體10的寬度方向形成第一區域r1。另外，也可以將上述方式適當組合。在形成帶狀的纖維層疊體10的情況下，墓于能夠連續地設置粘接劑4的觀點，優選沿著纖維層疊體10的長邊方向形成或者以相對于長邊方向傾斜的方式形成。第一區域r1的寬度方向上的中心線lc與纖維層疊體10的長邊方向所成的角度例如優選為0°以上且15°以下。
在纖維層疊體10中，粘接劑4的單位面積的質量m優選為0.5g/m2以上且15g/m2以下，更優選為1g/m2以上且10g/m2以下。粘接劑4的單位面積的質量m例如能夠通過在具有規定面積(例如，10cm×10cm)的任意的多個區域中分別求出粘接劑4的質量并換算為單位面積(1m2)，并進行平均化而求出。
在將纖維層疊體10利用于空氣凈化器等的過濾件的情況下，優選配置為從第二纖維片2的外側向第一纖維片1的外側吸氣。
纖維層疊體10例如通過以下方式制造。首先，準備帶狀的第一纖維片1和帶狀的第二纖維片2。接下來，將粘接劑4呈線狀地設置在第一纖維片1的主面上。然后，在第一纖維片1的主面上重疊第二纖維片2，以第二纖維片2以及第一纖維片1中的至少一方起伏的方式將第一纖維片1與第二纖維片2借助粘接劑4粘接。這樣，在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成有間隙s。
即，纖維層疊體10的制造方法例如具有準備工序、粘接劑設置工序以及層疊工序。此外，也可以具有第三纖維片形成工序。
(1)準備工序
在準備工序中，準備第一纖維片1以及第二纖維片2。
(2)第三纖維片形成工序
也可以在后述的粘接劑設置工序之前，在第一纖維片1的設置有粘接劑4的主面利用靜電紡絲法堆積纖維(第三纖維3f)，由此層疊第三纖維片3。在使用纖維層疊體10作為過濾件的情況下，通過設置第三纖維片3能夠期待集塵性能的提高。在本工序中，第一纖維片1是所噴射的原料液的對象物，作為收集所生成的第三纖維3f的收集器而發揮功能。在該情況下，第一纖維片1與第二纖維片2借助第三纖維片3層疊。
在靜電紡絲法中，使用包括成為纖維的原料的原料樹脂和使原料樹脂溶解的溶劑在內的原料液。原料液包括原料樹脂以及溶劑。原料樹脂是第三纖維3f的原料，是作為第三纖維3f的材質而例示的聚合物。溶劑使原料樹脂溶解(以下，稱作第一溶劑)。由原料液形成包括原料樹脂以及第一溶劑在內的纖維。原料液中的原料樹脂與第一溶劑的混合比率根據所選定的原料樹脂的種類以及第一溶劑的種類而有所不同。原料液中的第一溶劑的比例例如為60質量％到95質量％。也可以在原料液中包含有使原料樹脂溶解的第一溶劑以外的溶劑、各種添加劑等。
作為第一溶劑，只要能夠溶解第三纖維3f的原料樹脂且能夠通過揮發等而除去的物質則并不特別限制，能夠根據原料樹脂的種類、制造條件，而從水以及有機溶劑中適當選擇使用。作為溶劑，優選為非質子性的極性有機溶劑。作為這種溶劑，例如可以舉出酰胺(鏈狀或者環狀酰胺等)、亞砜。酰胺的例子包括n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、n，n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)。亞砜的例子包括二甲基亞砜。上述溶劑可以單獨使用一種，也可以組合二種以上而使用。基于容易溶解ps、pu等原料樹脂且容易靜電紡絲的觀點，優選dmac、dmf等酰胺。
(3)粘接劑設置工序
粘接劑4設置于第一纖維片1的形成有第三纖維片3的主面。優選將熱熔粘接劑一邊熔融一邊呈線狀地涂敷于第一纖維片1的上述主面。
(4)層疊工序
最后，借助粘接劑4(根據需要還借助第三纖維片3)，將第二纖維片2層疊于第一纖維片1，從而能夠制作出纖維層疊體10。此時，在第一纖維片1的主面上，根據需要借助第三纖維片3重疊有第二纖維片2，以第一纖維片1以及/或者第二纖維片2起伏的方式，將第一纖維片1與第二纖維片2借助粘接劑4粘接。由此，在線狀的第一區域r1以外的第二區域r2，在第一纖維片1與第二纖維片2之間形成有間隙s。
也可以使第一纖維片1、第二纖維片2中的一方的寬度比另一方的寬度大，以使得第一纖維片1以及/或者第二纖維片2容易起伏。第一纖維片1作為基材而發揮功能，厚度比第二纖維片2大的情況多。因此，優選使第二纖維片2的寬度比第一纖維片1的寬度大。
在層疊工序中，將第一纖維片1、和借助粘接劑4(根據需要還借助第三纖維片3)重疊于第一纖維片1的第二纖維片2向一對輥之間供給而進行壓接。這樣，使第一纖維片1與第二纖維片2粘接。作為輥，可以利用公知的加壓輥等。由于將粘接劑4配置在線狀的第一區域r1，因此也可以使用之間存在有間隔件的一對輥進行壓接。當以間隔件與第一區域r1對應的方式向輥供給纖維片的層疊物時，能夠在第一區域r1使第一纖維片1與第二纖維片2粘接。另外，在第二區域r2，在第一纖維片1與第二纖維片2之間容易確保最大高度h較大的間隙s。
作為間隔件，可以列舉安裝于輥的周面的環狀的凸部(按壓環)等。環狀的凸部優選設置在輥的周面中的與第一區域r1對應的位置。例如，優選調節凸部的位置、第一區域的形成位置，以能夠通過環狀的凸部至少按壓第一區域r1的中心線lc及其附近。環狀的凸部可以設置在一對輥中的任一方，也可以設置在雙方。
對于間隔件的寬度、高度而言，考慮纖維層疊體10的厚度、粘接劑4的設置量、以及/或者第一區域r1的寬度等而適當調節。
需要說明的是，若省略第三纖維片形成工序，則能夠制作不包括第三纖維片3的纖維層疊體。
例如能夠通過如下的制造裝置實施上述這種纖維層疊體10的制造方法，該制造裝置從制造生產線的上游向下游搬運第一纖維片1，并在所搬運的第一纖維片1的主面形成第三纖維片3后，層疊第二纖維片2。
以下，參照圖6對制造裝置200進行說明，但制造裝置200不對本發明進行限定。圖6是概要地示出纖維層疊體10的制造裝置200的一例的結構的圖。制造裝置200構成用于制造纖維層疊體10的制造生產線。在制造裝置200中，第一纖維片1從制造生產線的上游向下游被搬運。
制造裝置200例如具有以下的結構。
(1)第一纖維片供給部201，其將第一纖維片1向輸送機21供給；
(2)第三纖維片形成部202，其利用靜電力由原料液22生成第三纖維3f，從而形成第三纖維片3；
(3)粘接劑設置部203，其從上方向從第三纖維片形成部202送出的第一纖維片1設置粘接劑4；以及
(4)第二纖維片層疊部204，其從第一纖維片1的上方借助粘接劑4以及第三纖維片3來層疊第二纖維片2。
(第一纖維片供給部)
在制造裝置200的最上游，設置有將卷繞成輥狀的第一纖維片1收容于內部的第一纖維片供給部201。第一纖維片供給部201通過電動機13而使第一供給卷軸12旋轉，將卷繞于第一供給卷軸12的第一纖維片1向搬運輥11供給。
(第三纖維片形成部)
第一纖維片1通過搬運輥11被搬運至包括靜電紡絲單元(未圖示)的第三纖維片形成部202。靜電紡絲單元所具有的靜電紡絲機構具有：排出體23、帶電部(參照后述)、以及輸送機21。排出體23將設置在其上方的第三纖維3f的原料液22排出。帶電部使排出的原料液22帶有正電。輸送機21將以與排出體23對置的方式配置的第一纖維片1從上游側向下游側搬運。輸送機21作為收集第一纖維片1和第三纖維3f的收集器而發揮功能。需要說明的是，靜電紡絲單元的臺數并不特別限定，可以為1臺也可以為2臺以上。
在排出體23的與第一無紡布1的主面對置的一側，在多個位置設置有原料液的排出口(未圖示)。排出體23以自身的長度方向與第一纖維片1的主面平行的方式被第二支承體25支承。第二支承體25設置于靜電紡絲單元的上方，從第一支承體24向下方延伸。第一支承體24設置為與第一纖維片1的搬運方向平行。
帶電部包括對排出體23施加電壓的電壓施加裝置26、與輸送機21平行地設置的對電極27。對電極27接地(grand)。由此，能夠在排出體23與對電極27之間設置與由電壓施加裝置26施加的電壓相應的電位差(例如20kv～200kv)。需要說明的是，帶電部的結構并不特別限定。例如，也可以使對電極27帶負電。另外，也可以代替設置對電極27，而由導體構成輸送機21的傳送帶部分。
排出體23呈長條的形狀，由導體構成。在其內部設置有中空部。中空部作為收容原料液22的收容部而發揮功能。原料液22通過與排出體23的中空部連通的泵28的壓力而從原料液罐29被供給至排出體23的中空部。并且，原料液22利用泵28的壓力，從排出口向第一纖維片1的主面排出。被排出的原料液22在帶電的狀態下在排出體23與第一纖維片1之間的空間(生成空間)移動并在該過程中產生靜電爆炸而生成纖維狀物(第三纖維3f)。生成的第三纖維3f堆積于第一纖維片1，形成圖5所示的第三纖維片3。
形成第三纖維3f的靜電紡絲機構不限于上述的結構。只要是能夠在規定的第三纖維3f的生成空間，利用靜電力由原料液22生成第三纖維3f，并將生成的第三纖維3f堆積于第一纖維片1的主面的機構，若無限定均能夠使用。
(粘接劑設置部)
在形成第三纖維片3后，第一纖維片1被搬運至粘接劑設置部203。在粘接劑設置部203中，從第一纖維片1的上方借助第三纖維片3向第一纖維片1設置粘接劑4。
粘接劑設置部203例如具有粘接劑罐32、儲料器34以及搬運輥31。粘接劑罐32設置在粘接劑設置部203的上方，收容粘接劑4。儲料器34具有用于以在第一纖維片1形成線狀的區域的方式涂布粘接劑4的噴嘴33。搬運輥31將第一纖維片1向下游搬運。粘接劑罐32或者噴嘴33具有未圖示的加熱裝置，例如作為熱熔樹脂的粘接劑4一邊熔融一邊被排出。
(第二纖維片層疊部)
接下來，層疊體被搬運至具有搬運輥41的第二纖維片層疊部204。在第二纖維片層疊部204中，第二纖維片2從第一纖維片1的上方被供給，并借助粘接劑4以及第三纖維片3而層疊于第一纖維片1。在第二纖維片2為長條的情況下，與第一纖維片1同樣地，第二纖維片2可以卷繞于第二供給卷軸42。在該情況下，第二纖維片2一邊從通過電動機43而旋轉的第二供給卷軸42卷出，一邊層疊于第一纖維片1。
(壓接部)
在層疊了第二纖維片2后，纖維層疊體10被搬運至壓接部205。壓接部205例如具有隔著纖維層疊體10而配置在上方的加壓輥51和配置在下方的加壓輥52。纖維層疊體10被加壓輥51、52施加壓力，從而使第一纖維片1與第二纖維片2更加密合。作為加壓輥51、52中的至少一方，可以如上述那樣設置有間隔件。
(回收部)
最后，從壓接部205搬出纖維層疊體10，經由輥61，向配置在更靠下游側的回收部206搬運。回收部206例如內置有卷繞被搬運來的纖維層疊體10的回收卷軸62。回收卷軸62被電動機63驅動而旋轉。
[實施例]
以下，根據實施例以及比較例對本實施方式進行具體說明，但本發明不限于以下的實施例。
(實施例1)
按照下述的步驟制作纖維層疊體10。首先，準備由纖維素纖維、聚酯纖維以及丙烯酸纖維形成的第一纖維片1(厚度：300μm，寬度：500mm，d1：15μm，單位面積的質量：42g/m2)。
使用圖6所示的制造裝置200，將第三纖維3f堆積于被搬運來的第一纖維片1，從而將第三纖維片3層疊于第一纖維片1。作為第三纖維3f的原料液，使用以20質量％的濃度含有pes的dmac溶液。所得到的第三纖維3f的平均纖維直徑d3為273nm，單位面積的平均的質量為0.93g/m2。
接下來，使粘接劑4(聚酯系熱熔樹脂，熔點：約100℃)熔融，并將該粘接劑4呈圖3所示的波線狀地設置于第三纖維片3的主面。此時，以配置有粘接劑4的線狀的第一區域r1的平均寬度w為1mm，相鄰的第一區域r1間的平均間距p為9mm的方式設置粘接劑4。粘接劑4的量調節為，纖維層疊體10所保持的單位面積的粘接劑4的量為3.6g/m2。
接下來，從第三纖維片3的上方層疊以pp纖維作為主體的熔噴無紡布(厚度：165μm，寬度：550mm，d2：5μm，單位面積的質量：18g/m2)作為第二纖維片2。將所得到的層疊物向加壓輥51、52之間供給，通過沿厚度方向按壓而進行壓接，從而制作出纖維層疊體10。作為加壓輥51、52中的一方，使用在周面以等間隔安裝有60列按壓環的輥(按壓環的寬度：5mm，按壓環間的間距：9mm)。壓接的壓力設為10kpa。
以橫切第一區域r1的方式，沿寬度方向將纖維層疊體10裁斷，通過掃描型電子顯微鏡(sem)拍攝剖面照片。根據sem照片確認到在相鄰的第一區域r1間的第二區域r2，在第二纖維片2與第三纖維片3之間形成有間隙s。對于5個間隙，計測間隙的最大高度h并求出平均值，結果評價為179μm。
作為吸引試驗，將纖維層疊體裁斷為12cm×12cm，使所得到的試驗片從第二纖維片2的外側以面風速5.3cm/sec吸引大氣中的粉塵。測定試驗片的上游側的氣壓p0以及下游側的氣壓p1，計算壓力損失(＝p0-p1)，評價為48pa。需要說明的是，在氣壓的測定中，使用以jisb9908的規格為基準的測定器(測壓計)。
在進行上述的壓力損失測定時，測定試驗片的上游側的大氣中的粉塵濃度(個數)co、下游側的粉塵濃度(個數)c1，并計算集塵效率(＝1-c1/c0)×100(％))，評價為99.993％。需要說明的是，使用光散射式自動粒子計數器(rion株式會社制：顆粒計數器kc-01e)計測個數濃度。
(比較例1)
代替熔融的粘接劑4，將粉末狀的粘接劑(聚酯系熱熔樹脂，熔點：約100℃)無遺漏地散布于第三纖維片的主面整體。另外，作為加壓輥，使用周面平滑且內置有加熱器的一對加壓輥，一邊對層疊物進行加熱一邊進行壓接。除此以外，與實施例1同樣地制作纖維層疊體，并進行評價。在比較例1的纖維層疊體的剖面照片中，在第二纖維片與第三纖維片之間，未觀察到實施例1中發現的間隙。另外，纖維層疊體的壓力損失為66pa，集塵效率評價為99.971％。
如以上那樣，本發明的纖維層疊體呈現出得到抑制的壓力損失和高集塵效率。因此，能夠適當應用于空氣凈化器或者空調機的過濾件用途。另外，纖維層疊體能夠用作電池用的分離片、燃料電池用的膜片、妊娠檢查片等體外檢查片、細胞培養用等的醫療用片、防塵掩膜等防塵布、防塵服、化妝用片、擦拭灰塵的擦拭片等。
- 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊！