(57)【要約】  繊維（１１ａ）が集合した不織布本体（１１）と、繊維（１１ａ）に形成された複数のグラフト鎖（２０）と、グラフト鎖（２０）に付与された官能基（２１）とを備え、繊維（１１ａ）の径が３．０μｍ以下である機能性不織布を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維が集合した不織布本体と、前記繊維に形成された複数のグラフト鎖と、前記グラフト鎖に付与された官能基とを備え、
前記繊維の径の平均が３．０μｍ以下である機能性不織布。
【請求項２】
前記繊維の径の平均が０．５μｍ以下である請求項１に記載の機能性不織布。
【請求項３】
前記不織布本体に接着されて該不織布本体を支持する基材をさらに備える請求項１又は２に記載の機能性不織布。
【請求項４】
前記基材を含む前記不織布本体の目付量が５０ｇ／ｍ２以下である請求項３に記載の機能性不織布。
【請求項５】
前記不織布本体の比表面積が１．０ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下である請求項１から５のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項６】
前記基材を含む前記不織布本体の通気度が３．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以上３００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下である請求項３から５のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項７】
前記不織布本体の目付量が５０ｇ／ｍ２以下である請求項１に記載の機能性不織布。
【請求項８】
グラフト率が１％以上３００％以下である請求項１から７のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項９】
前記官能基がシアル酸、Ｎ−アセチルグルコサミン、シアリルガラクトース、シアリルラクトースのいずれかであり、
グラフト率が１％以上６０％以下である請求項８に記載の機能性不織布。
【請求項１０】
前記官能基がアミノペプチターゼＮの豚流行性下痢ウイルスとの結合部位を模倣したペプチドであり、
グラフト率が１％以上６０％以下である請求項８に記載の機能性不織布。
【請求項１１】
前記官能基がスルホン酸、カルボン酸、リン酸、金属錯体、アミンのいずれかであり、
グラフト率が５０％以上３００％以下である請求項８に記載の機能性不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌、消臭等の特定の機能を有する機能性不織布に関する。
本願は、2017年6月30日に日本に出願された特願2017-129718号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、繊維を改質して特定の機能、例えば抗菌、消臭（脱臭）、有害物質の除去等の機能を付与した繊維体が注目されている。具体的には、例えばコットン等の天然繊維の表面を、電子線を用いてグラフト重合により活性化させ、その活性化された繊維表面に上記機能を有する物質を結合させることにより、繊維に特定の機能を付与している（下記の特許文献１、２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６４４６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、コットン等の天然繊維に、必要と認められる量の薬剤を結合させようとすると、繊維に付与しようとする機能に依っては必要量の機能性物質を担持させるために繊維の量を多くしなければならない場合がある。すなわち、繊維の物質担持量は繊維の表面積に比例するが、天然繊維は繊維の一本一本が太いため、繊維の表面積を増やそうとすれば、繊維の量を多くするしかない。例えばある大きさに裁断されたシート状の繊維の場合、その大きさを維持しつつ繊維の表面積を増やそうとすれば、シートを厚くして繊維の量を多くするしかない。しかしながら、そのようにして繊維の量を多くすると、厚みが増すことで通気性が低下したり、シートの重量が増して取り扱いが不便になったりする問題がある。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、厚みや重量を増やすことなく、さらには厚みや重量を減らしつつも繊維の表面積を拡大させて、必要な量の機能性物質を担持させることができる不織布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、繊維が集合した不織布本体と、前記繊維に形成された複数のグラフト鎖と、前記グラフト鎖に付与された官能基とを備え、前記繊維の径が３．０μｍ以下である機能性不織布である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、見かけの大きさは従来のものと同等、若しくはそれよりも薄くて重量も軽いにもかかわらず、繊維の表面積は拡大され、その拡大された表面に固定されたグラフト鎖に、所望の機能をもつ官能基が従来よりも多く付与されるので、不織布に求められる付与された官能基のもつ機能の有効性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明にかかる機能性不織布の第一実施形態を示す断面模式図である。
【図２】機能性不織布を構成するナノファイバーの製造装置の一例を示す図である。
【図３】本発明にかかる機能性不織布の第一実施形態の変形例を示す断面模式図である。
【図４】本発明にかかる機能性不織布の第二実施形態を示す断面模式図である。
【図５】本発明にかかる機能性不織布を構成する繊維の比表面積と平均繊維径との関係を表すグラフである。
【図６】官能基性膜の状態を違えた複数の機能性不織布における単位面積あたりのタンパク質吸着量を示すグラフである。
【図７】機能性不織布におけるグラフト鎖のグラフト率と小麦胚芽タンパクの吸着量との関係を示すグラフである。
【図８】エアロゾルチャンバーを含む実験装置の概略図である。
【図９】機能性不織布の目付と厚さとの関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一実施形態）
本発明にかかる機能性不織布の第一実施形態を図１に示す。
第一実施形態における機能性不織布１Ａは、基材１０と、不織布本体１１とを含む。不織布本体１１は、一般にナノファイバーと呼ばれる極細繊維１１ａの集合体である（以下、本実施形態では極細繊維１１ａをナノファイバーと呼び、基材１０に接着された不織布本体１１をナノファイバー層と呼ぶ）。基材１０は不織布本体１０に接着されて不織布本体１１を支持し、不織布１Ａの剛性を維持する。ナノファイバー１１ａの表面には、複数のグラフト鎖２０が形成され、そのグラフト鎖２０に絡まるように特定の機能を有する複数の官能基２１が付与されている。
【００１０】
（基材）
本実施形態における基材１０には、例えば、乾式不織布、湿式法不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、スパンレース不織布、ステッチボンド不織布、スチームジェット不織布等、公知の不織布を採用することができる。
基材１０の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンを含むポリオレフィン、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、アクリル繊維、ビニロン、アラミド繊維、ガラス繊維、ゼルロース繊維等が挙げられる。これらの中から一種の材料だけで基材１０を形成してもよいし、二種以上の材料を混合して基材１０を形成してもよい。
基材１０の材質は特に限定されないが、市場に供給される製品に求められる特徴(例えばマスクであれば、空気中を浮遊する忌避すべき粒子の捕捉性、呼吸のし易さに影響する通気性など)に応じて、基材１０に求められる各種物性値(粒子の捕集効率、圧力損失、厚み、空隙率など)は自ずと特定される。一般的にマスクでは通気性が求められるため、加工時のハンドリング性や強度に問題が出ない限り、基材１０には薄くて空隙率が大きく、通気性の良いものが望まれる。
【００１１】
基材１０を構成する不織布の繊維の形状としては、材料としての樹脂を紡糸して糸状に加工したもの、フィルム化した後にメッシュ状に割繊して扁平な繊維に加工したもの等、公知の形状を採用することができる。平均繊維径は１００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下が特に好ましい。
基材１０の空隙率について特に制限は無いが、８０％以上であることが好ましい。後述するように、粒子径が０．３μｍ以上０．３７４μｍ以下の範囲に含まれる粒子を捕捉対象とした場合、下記式（１）から求められるＱＦ値は０．０１０Ｐａ−１以上であることが好ましい。
【数１】
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【００１２】
本実施形態において、基材１０の比表面積は０．０１ｍ２／ｇ以上１．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積とは、単位質量あたりの表面積の大きさのことであり、本実施形態においては基材１０が占める空間に対する表面積の大きさを意味する。
また、基材１０の通気性を測る尺度としての通気度は１０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以上２０００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下であることが好ましい。本実施形態では、JIS L1096に準拠したフラジール形試験機を使用して不織布１Ａの通気度を計測した。
【００１３】
本実施形態において、基材１０の目付量は５０ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、３０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。基材１０の目付量が上記の値以下であることにより、製品としてのマスクの通気性の低下を抑制することができる。
【００１４】
（不織布本体）
不織布本体としてのナノファイバー層１１を構成するナノファイバーとは、材料としての樹脂を平均径が１μｍ未満の繊維に加工したものをいう。
ナノファイバー１１ａの材料として使用可能な樹脂は、糸状に加工可能な熱可塑性樹脂である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸を含むポリエステル、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６）を含むポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンを含むポリオレフィン、ポリビニルアルコール系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)などを含むフッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、スチレン系ポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリオキシメチレン、エーテルエステル系ポリマー、トリアセチルセルロース等のセルロース修飾ポリマーなどが使用可能である。なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６）及びポリプロピレンは、延伸性及び分子配向性が良いため好ましい。
【００１５】
本実施形態におけるナノファイバー１１ａの平均繊維径は０．５μｍ以下であることが好ましい。ナノファイバー層１１の目付量は０．５ｇ／ｍ２以上、１０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。特に目付量の上限値は６ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、３ｇ／ｍ２以下であることがさらに好ましい。ナノファイバー層１１の目付量が上記の範囲に維持されることにより、不織布１Ａの製品としての通気性の低下を抑制することができる。
【００１６】
本実施形態において、下記式（２）から求められるナノファイバー層１１の空隙率は９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。なお、樹脂密度（ｇ/ｃｍ３）はナノファイバー層１１を構成する樹脂の材料密度を指し、厚み（μｍ）とはナノファイバー層１１の厚さを指す。ナノファイバー層１１の空隙率が上記の値以上であることにより、マスクの通気性を左右する要因である圧力損失の増大が抑制され、より高いＱＦ値を維持することができる。粒子径が０．３μｍ以上０．３７４μｍ以下の範囲に含まれる粒子を捕捉対象とした場合、式（１）から求められるＱＦ値は０．０２０Ｐａ−１以上であることが好ましい。ナノファイバー層１１の比表面積は１．０ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積が大きいほど、有害物質の吸着サイトが多くなり高い機能性を発揮することができる。ナノファイバー層１１を含む不織布１Ａの通気度は３．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以上３００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下であることが好ましい。通気度が高いほど、有害物質の吸着サイトへの移動が容易になる。
【数２】
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【００１７】
本実施形態におけるナノファイバー層１１は、構成繊維の平均繊維径（１μｍ未満）の２倍以上１０倍以下の繊維径を有した繊維（すなわち、相対的に太い繊維）を所定の割合で含むことが好ましい。具体的には、本発明の不織布において、前記平均繊維径の２倍以上１０倍以下の繊維径を有する繊維が繊維総数の２〜２０％を占めていることが好ましい。これにより、本発明の不織布は、マスクの材料に用いられた場合に、実用上で十分な捕集効率を実現しつつ、従来のナノファイバー不織布に比べて、通気性を高めることで圧力損失を改善し、また、製品としての寿命を長期化することを可能とする。
【００１８】
（グラフト鎖）
グラフト鎖２０とは、幹となるナノファイバー１１ａの表面に枝のように配列されたグラフト重合体のことである。グラフト鎖２０が繊維表面に定着することにより、ナノファイバー層１１を形成する繊維（繊維径を問わない）の表面には、グラフト鎖２０の無数の枝が層をなすように形成される。本実施形態において、下記式（３）から求められるグラフト鎖のグラフト率は１％以上３００％以下であることが好ましい。なお、式（３）においてＷ０はグラフト重合前の不織布（基材を含む）の重量を指し、Ｗはグラフト重合後の不織布（基材を含む）の重量を指す。
【数３】
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【００１９】
（官能基）
本実施形態の不織布１Ａにおいては、インフルエンザウイルスの捕捉に特に有効なマスクの材料としての利用が検討されており、そのような機能を付与するために、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、シアル酸等の糖が用いられる。インフルエンザウイルスの捕捉に特に有効な官能基としては、シアル酸の他にＮ−アセチルグルコサミン、シアリルガラクトース、シアリルラクトース等がある。シアル酸を含むこれらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は１％以上６０％以下であることが好ましい。インフルエンザウイルスは８０〜１２０ｎｍとシアル酸よりも大きいので、グラフト鎖２０を過剰に密集させる必要はないが、インフルエンザウイルスの大きさよりも粗くしかグラフト鎖２０が形成されていないと、いわゆる糖クラスター効果が薄れてウイルスを吸着することが難しくなる。
【００２０】
ところで、本実施形態の不織布１Ａにおいては、インフルエンザウイルスの捕捉以外にも、豚流行性下痢ウイルスの捕捉、ウイルスセンサー、タンパク質の捕捉、トリメチルシラノールの除去、脱臭等の機能を付与することが可能である。
不織布１Ａに豚流行性下痢ウイルスの捕捉機能を付与する場合、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、アミノペプチターゼＮの豚流行性下痢ウイルスとの結合部位を模倣したペプチドが用いられる。これらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は１％以上６０％以下であること好ましく、２０％以上５５％以下であることがさらに好ましい。インフルエンザウイルスの場合と同様に、豚流行性下痢ウイルスはシアル酸よりも大きいので、グラフト鎖２０を過剰に密集させる必要はないが、豚流行性下痢ウイルスの大きさよりも粗くしかグラフト鎖２０が形成されていないと、ウイルスを吸着することが難しくなる。
【００２１】
不織布１Ａにウイルスセンサーの機能を付与する場合、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、シアル酸、Ｎ−アセチルグルコサミン、シアリルガラクトース、シアリルラクトース等が用いられる。これらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は１％以上６０％以下であることが好ましく、２０％以上５５％以下であることがさらに好ましい。センシング機能を発現させるためには、ウイルス吸着量を多くする必要があるが、過剰に密集させる必要はない。
不織布１Ａにタンパク質の捕捉機能を付与する場合、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、前述の糖やペプチド等が用いられる。タンパク質はウイルスの１０分の１以下の大きさで小さいことから、これらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は３０％以上３００％以下であることが好ましい。
不織布１Ａにトリメチルシラノールの除去機能を付与する場合、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、スルホン酸、カルボン酸、リン酸等が用いられる。これらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は５０％以上３００％以下であることが好ましく、６０％以上２５０％以下であることがさらに好ましい。トリメチルシラノールは酸触媒により二量体化され、活性炭フィルターなどで除去することが可能となる。トリメチルシラノールは分子量９０．２の小さな化合物であることから、高密度のグラフト鎖の間を拡散することが可能であり、酸触媒活性点となるスルホン酸基などは不織布表面に多く付与されている方が好ましい。一方で、グラフト率を過度に高めても、不織布表面ではなく繊維内部にグラフト鎖が形成され活性点として機能しない。
不織布１Ａに脱臭機能を付与する場合、グラフト鎖２０に付与される官能基２１には、スルホン酸、カルボン酸、リン酸、金属錯体、アミン等が用いられる。これらの官能基をグラフト鎖２０に付与する場合、不織布１Ａのグラフト率は５０％以上３００％以下であること好ましく、６０％以上２５０％以下であることがさらに好ましい。硫化水素やアンモニアなどの臭い成分は、分子量が小さな化合物であることから、高密度のグラフト鎖の間を拡散することが可能であり、吸着サイトとなる官能基は不織布表面に多く付与されている方が好ましい。一方で、グラフト率を過度に高めても、不織布表面ではなく繊維内部にグラフト鎖が形成され吸着サイトとして機能しない。
【００２２】
上記のように構成された機能性不織布１Ａによれば、見かけの大きさは従来のものよりも薄くて重量も軽いにもかかわらず、繊維の表面積は拡大され、その拡大された表面に定着したグラフト鎖２０に、所望の機能をもつ官能基２１が従来よりも多く付与されるので、機能性不織布１Ａの機能の有効性を高めることができる。
【００２３】
＜機能性不織布の製造方法＞
本実施形態における機能性不織布の製造方法は、ナノファイバーを生成する工程と、ナノファイバー層１１を、その目付量が１０ｇ／ｍ２以下となるように基材１０に重ねて形成する工程と、ナノファイバー層１１を構成するナノファイバーの表面にグラフト鎖２０を形成する工程と、グラフト鎖２０に官能基２１を付与する工程とを有する。
【００２４】
（ナノファイバー生成工程）
ナノファイバーの生成には、従来公知の方法を用いることができる。例えば、エレクトロスピニング法（電界紡糸法）、メルトブロー法、海島溶融紡糸法、炭酸ガス超音速レーザ延伸法等が挙げられる。なかでも、炭酸ガス超音速レーザ延伸法は、（１）熱可塑性高分子材料であれば適用でき、（２）得られるナノファイバーは無限長繊維であり、（３）繊維配向性は高く、（４）溶剤を使用しないために作業環境やナノファイバーの安全性は高く、（５）減圧化で繊維を捕集するためにナノファイバーの飛散を防止でき、（６）装置は小型で簡便な構造であるため、設置場所を選ばず、拡張性にも優れているので好ましい。
【００２５】
以下、本実施形態におけるナノファイバー生成工程の好ましい一例について説明する。
ナノファイバーは、原フィラメント送出手段と延伸室とがノズルを介して接続されると共にノズルの入口と出口との圧力差が２０ｋＰａ以上である装置を用いて生成される。すなわち、前記原フィラメント送出手段が原フィラメントを送り出し、この送り出された原フィラメントが前記ノズルを通過して前記延伸室へと導かれる。前記延伸室では、前記ノズルから出てきた原フィラメントにレーザ照射が行われる。これにより、原フィラメントが連続的に溶融、延伸されてナノファイバーが生成される。
【００２６】
本実施形態において、原フィラメントとして多原糸（マルチフィラメント）が使用される。したがって、以下では原フィラメントをマルチフィラメントという場合がある。多原糸（マルチフィラメント）とは、複数本の単原糸（モノフィラメント）からなる束のことを指す。マルチフィラメントを構成する１本のモノフィラメントの断面形状については特に制限されない。すなわち、モノフィラメントは、断面形状が円形はもちろん、断面形状が楕円形、四角形、三角形、台形、その他多角形などの各種異形原糸であってもよい。また、モノフィラメントとして、中空糸、芯鞘型原糸、サイドバイサイド型原糸などの複合原糸が用いられてよい。さらに、マルチフィラメントを構成するモノフィラメントは、全て同じものである必要はない。形状、材質が異なるモノフィラメントが組み合わされてマルチフィラメントを構成してもよい。
【００２７】
本実施形態においては、モノフィラメントが１０本以上束ねられたマルチフィラメントが原フィラメントとして使用される。マルチフィラメントとして使用可能な樹脂は、ナノファイバー１１ａの材料として上述した材料と同じである。束ねられるモノフィラメントの本数は、使用されるノズルに応じて調整することができる。具体的には、ノズルの整流部の断面積Ｓ１に対するマルチフィラメントの総断面積Ｓ２の比率（Ｓ２／Ｓ１）が適切な範囲に収まるように適宜調整され得る。好ましくは２０本以上、より好ましくは４０本以上のモノフィラメントが束ねられたマルチフィラメントが原フィラメントとして使用される。また、マルチフィラメントを構成する各モノフィラメントの直径は、好ましくは１０〜２００μｍである。なお、マルチフィラメントは、複数本のモノフィラメントが束としての一体性を失うことが無いように、通常は撚りがかけられている。撚りの数は、モノフィラメントの本数、形状、材質等によって適宜調整される（通常は２０回／ｍ以上である）。
【００２８】
マルチフィラメントは、その繊維の中に各種有機物、有機金属錯体、無機物質などの各種物質が練り込まれたり、その繊維の表面に付着されたりしたものであってもよい。これにより、ナノファイバーが生成される際に、練り込まれ及び／又は付着された物質が均一に分散して、ナノファイバーに機能性を付与することが可能である。
【００２９】
図２には、本実施形態におけるナノファイバーを製造する装置の一例を示す。原フィラメント供給室Ｃ１と延伸室Ｃ２とは、ノズル３０を介して接続されている。なお、原フィラメント供給室Ｃ１の上流側には、原フィラメント（マルチフィラメント）をノズル３０に向けて送り出す原フィラメント送出装置２５が設けられている。原フィラメント送出装置２５は、一定の送出速度でマルチフィラメントを送り出することができればよく、その構成等は特に限定されない。以下、原フィラメント送出装置２５及び原フィラメント供給室Ｃ１をまとめて「原フィラメント送出手段」という場合がある。
【００３０】
ノズル３０は、内面が、下流に向かうほど内径が小さくなるテーパ状に形成された導入部３１と、導入部３１の下流端に連続して形成され、内径が一様の直管状の整流部３２とを有するのが好ましい。
整流部３２の長さＬと整流部３２の径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）は、好ましくは１〜１００であり、より好ましくは１〜５０であり、さらに好ましくは１〜１０である。なお、整流部３２には、使用されるマルチフィラメントにおけるモノフィラメントの本数、形状、材質などに応じて、気流調整用の加工などが適宜施されてもよい。
【００３１】
原フィラメント供給室Ｃ１は、Ｐ１気圧の雰囲気下にある。一方、延伸室Ｃ２は、Ｐ１気圧よりも低いＰ２気圧の雰囲気に保たれている。Ｐ１気圧の原フィラメント供給室Ｃ１とＰ２気圧の延伸室との圧力差（Ｐ１−Ｐ２）によって、ノズル３０中にはノズルの入口（導入部３１）から出口（整流部３２の下流末端部）に向かう気流が生じる。ノズル３０に送り込まれたマルチフィラメントは、ノズル３０中に生じた気流によってノズル３０を通過して延伸室Ｃ２へと送られる。
なお、Ｐ１≧２×Ｐ２であることが好ましく、Ｐ１≧３×Ｐ２がさらに好ましく、Ｐ１≧５×Ｐ２であることが最も好ましい。また、Ｐ１とＰ２との圧力差（Ｐ１−Ｐ２）は、具体的には、２０ｋＰａ以上であることが好ましく、５０ｋＰａ以上であることがより好ましい。
【００３２】
本実施形態においては、Ｐ１が大気圧とされ、Ｐ２が大気圧未満の圧力とされるのが特に好ましい。装置を比較的簡便に構成できるからである。なお、原フィラメント供給室Ｃ１及び延伸室Ｃ２の温度は、通常、室温（常温）とされる。但し、マルチフィラメントを予熱したい場合や延伸後のフィラメントを熱処理したい場合などにおいては、加熱エアーが適宜使用され得る。フィラメントが酸化されるのを防ぐ場合には窒素ガス等の不活性ガスが使用され得る。水分の飛散を防ぐ場合には水蒸気や水分を含む気体が使用され得る。
また、マルチフィラメントの振動（後述する）を制御する目的で、その他各種の不活性ガスも使用され得る。
【００３３】
本実施形態において、マルチフィラメントを延伸室Ｃ２へと送るために十分な気流を生じさせるためには、ノズル３０の整流部３２の断面積Ｓ１に対するマルチフィラメントの総断面積Ｓ２の比率（＝Ｓ２／Ｓ１、以下「ノズル整流部占有率」という）が５０％以下になるようにしなければならない。ノズル整流部占有率（Ｓ２／Ｓ１）が５０％よりも大きいと、整流部３２内を流通する高速気流の量が不足して、マルチフィラメントの振動（後述する）が十分に得られないからである。マルチフィラメントの振動が不十分であると、溶融したマルチフィラメントが糸状にならず、溶融塊として落下するため、ナノファイバーが得られない。他方、ノズル整流部占有率（Ｓ２／Ｓ１）が５％よりも小さくなると、マルチフィラメントの振動が大きくなりすぎたり、気流の力がマルチフィラメントにうまく加わらなかったりして、所望のナノファイバーが得られない。したがって、ノズル整流部占有率（Ｓ２／Ｓ１）は、５〜５０％とする必要があり、１０〜３５％であることが好ましい。
【００３４】
ノズル３０を通過したマルチフィラメントにはレーザ照射が行われ、マルチフィラメントの先端部が加熱されて溶融する。このとき、マルチフィラメントに振動を生じさせる必要があり、そのために、レーザ照射位置、レーザ形状及びレーザパワーなどのレーザ照射条件が適宜調整される。
【００３５】
マルチフィラメントからナノファイバーを得るには、レーザ照射によってマルチフィラメントを振動させる必要があるが、単にマルチフィラメントを振動させればよいというわけではない。所望のナノファイバーを安定して得るためには、ノズル３０の中心軸に対し、振動時のマルチフィラメント（の束中央）の角度（以下「マルチフィラメントの振動角」という）が５°〜８０°の範囲である必要がある。好ましくは、マルチフィラメントの振動角が、１５°〜５０°の範囲であり、より好ましくは、２０°〜４０°の範囲である。
【００３６】
また、マルチフィラメントに振動を生じさせるためには、レーザ照射を行う位置も重要である。具体的には、マルチフィラメントの溶融部の中心位置がノズル出口の垂直下１ｍｍ以上１５ｍｍ以下の位置となるように、レーザ照射が行われる必要がある。マルチフィラメントの溶融部がノズル出口から１ｍｍよりも近い距離にあると、ノズルから流出する気流によってマルチフィラメントの振動角が上述した範囲の上限を超えてしまうおそれがあり、マルチフィラメントの溶融部がノズル出口から１５ｍｍよりも離れた距離にあると、ノズルから流出する気流が弱まるため、マルチフィラメントの振動角が上述した範囲の下限を下回ってしまうおそれがあるからである。好ましくは、レーザ照射は、マルチフィラメントの溶融部の中心位置がノズル出口の垂直下３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の位置となるように行われ、より好ましくは、レーザ照射は、マルチフィラメントの溶融部の中心位置がノズル出口の垂直下３ｍｍ以上５ｍｍ以下の位置となるように行われる。
以上に述べた条件を満たしたマルチフィラメントに振動が生じるとき、ナノファイバーが生成される。
【００３７】
上記の工程においては、使用される原フィラメント（マルチフィラメント）、原フィラメント（マルチフィラメント）の送出速度、ノズル形状、レーザ照射条件、及び／又は、原フィラメント供給室と延伸室との圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を変更することによって、得られるナノファイバーの平均繊維径や繊維径分布を調整することが可能である。例えば、本実施形態のエアフィルター用のナノファイバーを生成する場合には、構成繊維中に、構成繊維の平均繊維径の２倍以上１０倍以下の繊維径を有する繊維（相対的に太い繊維）が所定の割合で含まれるように、原フィラメント、原フィラメントの送出速度、ノズル形状、レーザ照射条件、及び／又は、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が選択又は決定される。
【００３８】
（ナノファイバー層形成工程）
上記の工程において生成されたナノファイバーを、基材１０上に成膜する。ナノファイバー層１１の形成にあたっては、シート状の基材１０を一方向に送り出しつつ、その片側表面に、上述の装置からナノファイバーを射出してナノファイバー層１１を形成する。このとき、ナノファイバー層１１の目付量が１０ｇ／ｍ２以下となるように、ナノファイバーの射出量、及び基材１０の送り出し速度を適宜調整する。なお、生成されたナノファイバー層１１を基材１０上に効率的に形成するため、例えば上述の装置においては、基材１０の移動方向に対して交差する方向に複数のノズルを並べて配置してもよい。この場合においては、振動するマルチフィラメント同士が接触したり、生成されたナノファイバーの成膜が、隣接するノズルの気流による悪影響を受けたりしないように、ノズル同士の間隔が適宜調整される。
【００３９】
（グラフト鎖形成工程）
上記の工程において形成されたナノファイバー層１１に対して放射線グラフト重合を行い、ナノファイバー層１１を形成する繊維１１ａの表面にグラフト鎖２０を定着させる。例えば、ナノファイバーを構成するポリプロピレン等の高分子素材に放射線を照射する。放射線を照射された高分子素材においては、Ｃ−Ｈ結合が切れてラジカルが生成する。ラジカルが生成した高分子材料を、二重結合（ビニル基）を持つグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）の溶液（以下、「ＧＭＡ溶液」と言う）と接触させると、ラジカルが反応の活性種となってグリシジルメタクリレートの二重結合が切れてラジカルと結合し、高分子素材の表面にグラフト鎖２０が形成される。ここで用いるＧＭＡ溶液の溶媒にはメタノールなどのアルコール類又はトルエンなどの芳香族類を含有する溶媒を使用する。
なお、本実施形態において、グラフト鎖２０を形成する材料としてＧＭＡ溶液を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の不飽和二重結合官能基を有する化合物を用いてもよいし、プロパルギル基等の不飽和三重結合官能基を有する化合物を用いてもよい。
【００４０】
（官能基付与工程）
ナノファイバー１１ａの表面にグラフト鎖２０が形成された不織布１Ａを、官能基２１を含む溶液に浸漬し、所定の温度下で所定の時間にわたりその状態を維持する。その後、溶液から不織布１Ａを取り出し、洗浄及び乾燥させると、グラフト鎖２０に官能基２１が付与される。
【００４１】
（変形例）
上記第一実施形態の変形例を図３に示す。
本変形例における不織布１Ｂは、二枚の基材１０と、その間に挟まれたナノファイバー層（不織布本体）１１とを含む。ナノファイバー１１ａの表面には、複数のグラフト鎖２０が形成され、そのグラフト鎖２０に絡まるように特定の機能を有する複数の官能基２１が付与されている。
なお、基材１０及びナノファイバー１１ａの材質、それらに求められる各種物性値は、第一実施形態と同様である。
【００４２】
（第二実施形態）
本発明にかかる機能性不織布の第二実施形態を図４に示す。
第二実施形態における機能性不織布２では、一般にマイクロファイバーと呼ばれる繊維１２ａの集合体を不織布本体１２とし、その不織布本体１２を構成する繊維１２ａの表面に複数のグラフト鎖２０が形成され、そのグラフト鎖２０に絡まるように、特定の機能を有する複数の官能基２１が付与されている（以下、本実施形態では繊維１２ａをマイクロファイバーと呼ぶ）。
【００４３】
いわゆるマイクロファイバーとは、材料としての樹脂を平均繊維径３μｍ未満の繊維に加工したものをいう。マイクロファイバー１２ａの材料として使用可能な樹脂は、糸状に加工可能な熱可塑性樹脂である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸を含むポリエステル、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６）を含むポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンを含むポリオレフィン、ポリビニルアルコール系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)などを含むフッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、スチレン系ポリマー、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリオキシメチレン、エーテルエステル系ポリマー、トリアセチルセルロース等のセルロース修飾ポリマーなどが使用可能である。なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６）及びポリプロピレンは、延伸性及び分子配向性が良いため好ましい。
【００４４】
図５に、不織布を構成する繊維の比表面積と平均繊維径との関係を表すグラフを示す。このグラフによれば、平均繊維径が３μｍ以下になると比表面積が急激に拡大する。比表面積が大きいほど、繊維表面に形成されるグラフト鎖の数（単位重量当たり）が多くなり、そのグラフト鎖に付与される官能基の数も多くなる。したがって、平均繊維径の小さい繊維の不織布ほど、官能基のもつ機能の有効性が高い。
マイクロファイバー１２ａの材料は特に限定されないが、市場に供給される製品に求められる特徴(例えばマスクであれば、空気中を浮遊する忌避すべき粒子の捕捉性、呼吸のし易さに影響する通気性など)に応じて、不織布本体１２に求められる各種物性値(粒子の捕集効率、圧力損失、厚み、空隙率など)は自ずと特定される。一般的にマスクでは通気性が求められるため、加工時のハンドリング性や強度に問題が出ない限り、不織布本体１２には薄くて空隙率が大きく、通気性の良いものが望まれる。
【００４５】
本実施形態において、マイクロファイバー１２ａの集合体である不織布本体１２の目付量は５０ｇ／ｍ２以下であり、好ましくは３０ｇ／ｍ２以下である。不織布本体１２の目付量が上記の値以下であることにより、製品としてのマスクの通気性の低下を抑制することができる。
粒子径が０．３μｍ以上０．３７４以下の範囲に含まれる粒子を捕捉対象とした場合、上記式（１）から求められるＱＦ値は、０．０１０Ｐａ−１以上であることが好ましい。不織布本体１２の比表面積は、０．０１ｍ２／ｇ以上１．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。不織布本体１２の通気度は、１０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以上２０００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下であることが好ましい。なお、通気度計測の手法については第一実施形態にならうものとする。
【００４６】
また、本実施形態において、上記式（２）から求められる不織布本体１２の空隙率は８０％以上であることが好ましい。不織布本体１２の空隙率が上記の値以上であることにより、マスクの通気性を左右する要因である圧力損失の増大をより抑制し、より高いＱＦ値を維持することができる。
【００４７】
上記のように構成された機能性不織布２によれば、マイクロファイバー１２ａの表面に定着されたグラフト鎖２０に、所望の機能をもつ官能基２１が従来よりも多く付与されるので、官能基２１の機能の有効性を高めることができる。
【実施例】
【００４８】
＜タンパク質吸着実験＞
上記の機能性不織布１について、下記の方法によりタンパク質の吸着量を評価した。
（ＧＭＡ膜の形成）
まず、本発明の第一実施形態として説明した不織布１Ａ（基材：ポリエチレン製、目付１８ｇ／ｍ２、ナノファイバー層：ポリプロピレン製ナノファイバー不織布、平均繊維径０．３μｍ、目付１０g／ｍ２）を５ｃｍ×５ｃｍ角の大きさに裁断したものを用意し、その重量を測定した。また、ＧＭＡ濃度１０％のＧＭＡ／メタノール混合溶液を調製し、その溶液を注入した袋に上記の大きさに裁断した不織布１Ａを入れ、袋を真空引きしてＧＭＡ／メタノール混合溶液に浸漬した。その後、袋を真空引きした状態を維持しつつ、袋内の不織布１に放射線を当ててグラフト重合させた。不織布１Ａを袋から取り出し、メタノールで三回、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）で二回洗浄した。洗浄後に不織布１を乾燥させて試験片Ａを作製した。試験片Ａの重量を測定し、上記の式（３）を用いてグラフト率を算出した。【００４９】
同様に、ＧＭＡ濃度５０％のＧＭＡ／メタノール混合溶液、ＧＭＡ濃度１０％のＧＭＡ／トルエン混合溶液、ＧＭＡ濃度５０％のＧＭＡ／トルエン混合溶液、及びＧＭＡ濃度１０％液を調製し、それらの溶液を使って上記の要領で不織布１Ａをグラフト重合させた。それぞれの溶液を用いて作製した不織布１Ａの試験片Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥについてもそれぞれグラフト率を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
2019004477.tif 000006
【００５０】
メタノール、トルエンいずれの溶媒を用いた場合でも、上記混合溶液のＧＭＡ濃度が高いほど試験片のグラフト率が高くなることがわかる。また、ＧＭＡ濃度が高い５０％で比較すると、トルエンよりもメタノールを用いた方が、試験片のグラフト率が高くなっており、メタノールを用いた方がナノファイバー表面にグラフト鎖をより伸長させることができる。【００５１】
上記の試験片Ａ〜Ｅとは別に、本発明の第一実施形態の変形例として説明した不織布１Ｂ（基材：ポリプロピレン製スパンボンド不織布、平均繊維径２０μｍ、目付１５ｇ／ｍ２、ナノファイバー層：ポリプロピレン製ナノファイバー不織布、平均繊維径０．３μｍ、目付６g／ｍ２）を用意すると共に、不織布１Ｂに用いた基材（ポリプロピレン製スパンボンド不織布、平均繊維径２０μｍ、目付１５ｇ／ｍ２）を用意し、濃度を相違させた３つのＧＭＡ／メタノール混合溶液を用いてそれらにＧＭＡ膜を形成し、不織布１Ｂの試験片Ｆ、Ｇ及びＨと、不織布１Ｂの基材のみ（すなわちスパンボンド不織布）の比較例としての試験片Ｉ、Ｊ及びＫとを作製した。
上記の試験片Ｆ〜Ｋについてもそれぞれグラフト率を算出した。結果を表２に示す。
ＧＭＡ濃度毎に比較すると、スパンボンド不織布の試験片よりも、ナノファイバー層１１を有する不織布１Ｂの試験片のほうがグラフト率を高くできることが分かる。
【表２】
2019004477.tif 000007
【００５２】
（ＧＭＡ膜へのＩＤＡ−ＥＤＣの導入）
上記の試験片Ａ〜Ｋとは別に、本発明の第一実施形態として説明した不織布１Ａ（基材：ポリエチレン製不織布、目付１８ｇ／ｍ２、ナノファイバー層：ポリプロピレン製ナノファイバー不織布、平均繊維径０．３μｍ、目付１０g／ｍ２）を用意し、ＧＭＡ濃度を相違させた５つの溶液を用いてそれらにＧＭＡ膜を形成して試験片Ｌ〜Ｐを作製した。また、官能基としてのイミノニ酢酸二ナトリウム・水和物（以下、「ＩＤＡ」と言う）０．１２５Ｍと、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（以下、「ＥＤＣ」と言う）０．２５Ｍとを、２５℃の温度下で６０時間カップリング反応させてＩＤＡ−ＥＤＣ溶液を調製した。そして、各試験片Ｌ〜ＰをＩＤＡ−ＥＤＣ溶液と反応させてそれぞれの表面に形成されたＧＭＡ膜にＩＤＡ−ＥＤＣを固定した。その上で、各試験片Ｌ〜ＰにおけるＩＤＡ−ＥＤＣのＧＭＡ膜へのモル転化率を下記式（４）により求めた。
【数４】
2019004477.tif 000008
【００５３】
（ＩＤＡ−ＥＤＣ膜への糖の導入）
ＧＭＡ膜にＩＤＡ−ＥＤＣを固定したことにより、表面にＩＤＡ−ＥＤＣ膜が形成された各試験片Ｌ〜Ｐを、０．２５Ｍのシアル酸（Ｎ−アセチルノイラミン酸、ＮＡＮＡ）溶液に浸漬し、２５℃の温度下で２４時間にわたり振とうした。その後、シアル酸溶液から各試験片Ｌ〜Ｐを取り出し、イオン交換水で洗浄し、それらを乾燥させて、各試験片の表面に形成されたＩＤＡ−ＥＤＣ膜にシアル酸を固定した。その上で、各試験片Ｌ〜Ｐにおけるシアル酸のＩＤＡ−ＥＤＣ膜へのモル転化率を下記式（５）により求めた。
【数５】
2019004477.tif 000009
【００５４】
同様に、表面にＩＤＡ−ＥＤＣ膜が形成された各試験片Ｌ〜Ｐを、０．２５ＭのＮ−アセチルグルコサミン（以下、「ＧｌｃＮＡｃ」と言う）溶液に浸漬し、２５℃の温度下で２４時間にわたり振とうした。その後、ＧｌｃＮＡｃ溶液から各試験片Ｌ〜Ｐを取り出し、イオン交換水で洗浄し、それらを乾燥させて、各試験片の表面に形成されたＩＤＡ−ＥＤＣ膜にＧｌｃＮＡｃを固定した。その上で、各試験片Ｌ〜ＰにおけるＧｌｃＮＡｃのＩＤＡ−ＥＤＣ膜へのモル転化率を下記式（６）により求めた。
【数６】
2019004477.tif 000010
【００５５】
各試験片Ｌ〜Ｐについて、ＧＭＡ濃度、グラフト率、式（４）により求めたＩＤＡ−ＥＤＣ転化率、式（５）により求めたシアル酸転化率、及び式（６）により求めたＧｌｃＮＡｃ転化率を表３に示す。
各試験片Ｌ〜Ｐについて、シアル酸のＩＤＡ−ＥＤＣ膜へのモル転化率を比較すると、グラフト率の大きさとシアル酸転化率との間に比例関係は見いだせず、モル転化率は６０％以上の高い値を示した。また、ＧｌｃＮＡｃのＩＤＡ−ＥＤＣ膜へのモル転化率を比較すると、試験片Ｏ、Ｐは、試験片Ｍ、Ｎよりもグラフト率が高いにもかかわらず、試験片Ｏ、ＰのＧｌｃＮＡｃ転化率は、試験片Ｍ、Ｎよりも低い値を示した。このことから、グラフト率が低いとグラフト鎖の数も少なく、そのグラフ鎖に定着する官能基の数も少ないが、グラフト率が高くグラフト鎖が多すぎても、そのグラフト鎖間に官能基の収まるスペースが少なくなって結果的に官能基の数が制限されてしまうと推測される。
【表３】
2019004477.tif 000011
【００５６】
（タンパク質の吸着）
インフルエンザウイルスの表面に存在するタンパク質であるヘマグルチニンに見立てた小麦胚芽タンパクの溶液を１００μｇ/ｍＬに調製し、その小麦胚芽タンパク溶液１ｍＬ中に、１ｃｍ×１ｃｍ四方に裁断した下記の五種類の試料Ｓ１〜Ｓ５を浸漬し、３７℃の温度下で２４時間にわたり振とうした。溶液から各試料を取り出し、残った小麦胚芽タンパク溶液に含まれる小麦胚芽タンパクの量をＢＣＡ法により定量した。
（Ｓ１）グラフト鎖形成を行っていない不織布
（Ｓ２）ＧＭＡ膜のみ形成された不織布
（Ｓ３）ＩＤＡ−ＥＤＣ膜を形成された不織布
（Ｓ４）ＩＤＡ−ＥＤＣ膜にシアル酸が固定された不織布
（Ｓ５）ＩＤＡ−ＥＤＣ膜にＧｌｃＮＡｃが固定された不織布【００５７】
ＢＣＡ法により定量した溶液中の小麦胚芽タンパクの残量から、各試料に吸着された小麦胚芽タンパクの量、すなわち単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）あたりの小麦胚芽タンパクの吸着量を求めた。その結果を図６に示す。
試料Ｓ２、Ｓ４及びＳ５については、それぞれにタンパク質の吸着が見られた。ただし、試料Ｓ５にはＧｌｃＮＡｃ結合特異性があるにも関わらず、そのタンパク質吸着量は試料Ｓ２と試料Ｓ４との間の値であった。その理由は、ＧＭＡ膜へのＧｌｃＮＡｃの転化率が低いため、若しくはＧｌｃＮＡｃと小麦胚芽タンパクとの結合部位がＧｌｃＮＡｃとＩＤＡ−ＥＤＣとの結合に用いられるために、相互作用が弱くなって糖クラスター効果が十分に発揮されなかったのではないかと考えられる。
試料Ｓ４については、試料Ｓ２の約４倍に相当する量のタンパク質の吸着が見られ、シアル酸による糖クラスター効果が十分に発揮されたと考えられる。【００５８】
グラフト率と小麦胚芽タンパクの吸着量との関係を図７に示す。単位面積あたりの小麦胚芽タンパクの吸着量は、グラフト率が高いほど増加することが分かる。【００５９】
上記の試験片Ａ〜Ｐとは別に、本発明の第一実施形態の変形例として説明した不織布１Ｂ（基材：ポリプロピレン製スパンボンド不織布、平均繊維径２０μｍ、目付１５ｇ／ｍ２、ナノファイバー層：ポリプロピレン製ナノファイバー不織布、平均繊維径０．３μｍ、目付６g／ｍ２）を複数枚用意し、それらにグラフト率の異なるＧＭＡ膜を形成して試験片Ｕ〜Ｗを作製した。
さらに、本発明の第二実施形態として説明した不織布２（ポリプロピレン製マイクロファイバー不織布、平均繊維径２．２μｍ、目付３０ｇ／ｍ２）を複数枚用意し、それらにグラフト率の異なるＧＭＡ膜を形成して試験片ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ及びＤＤを作製した。
試験片Ｕ〜Ｗの比較例として、不織布１Ｂの基材に使用したポリプロピレン製スパンボンド不織布を用意し、その不織布単体にＧＭＡ膜を形成して試験片Ｘを作製した。また、不織布１Ｂのナノファイバー層に使用したポリプロピレン製ナノファイバー不織布を用意し、その不織布単体にＧＭＡ膜を形成して試験片Ｙを作製した。【００６０】
上記の各試験片について、それぞれのＧＭＡ膜にＩＤＡ−ＥＤＣを固定してＩＤＡ−ＥＤＣ膜を形成し、さらにそのＩＤＡ−ＥＤＣ膜にシアル酸を固定した。
各試験片のグラフト率、式（４）により求めたＩＤＡ−ＥＤＣ転化率、及び式（５）により求めたシアル酸転化率を表４に示す。
さらに、上記の要領で各試験片に小麦胚芽タンパクを吸着させた。そして、各試験片について小麦胚芽タンパクの吸着量をＢＣＡ法により定量した。定量された小麦胚芽タンパクの吸着量、及びその値をシアル酸量で除した値、すなわち単位シアル酸当たりの小麦胚芽タンパクの吸着量を表４に示す。なお、単位シアル酸当たりの小麦胚芽タンパクの吸着量は、振とう時間を２４時間とした試験片について調べた結果である。
【表４】
2019004477.tif 000012
【００６１】
単位面積あたりの小麦胚芽タンパクの吸着量は、グラフト率が高いほど増加するが、比例関係ではないことが分かる。グラフト率を５２％から１６２％と約３倍にしても吸着量は１．３倍以下であり２倍にも満たないことから、グラフト率を過剰に高めても有効に活用されないグラフト鎖が多くなることが分かる。
また、グラフト率がいずれも５０％台の試験片Ｕ、ＡＡ、ＢＢ及びＣＣを比較すると、不織布２の試験片ＡＡ、ＢＢ及びＣＣよりも、不織布１Ｂの試験片Ｙのほうが、単位シアル酸当たりの小麦胚芽タンパクの吸着量が多いことが分かる。
さらに、グラフト率がいずれも５０％台の試験片Ｕと比較例としての試験片Ｙとの間で小麦胚芽タンパクの吸着量（振とう時間：１２時間）を比較すると、試験片Ｕのほうが二倍以上の量のタンパクを吸着している。【００６２】
（気相中でのタンパク質の吸着）
上記の試験片ＡＡとは別に、本発明の第二実施形態として説明した不織布２（ポリプロピレン製マイクロファイバー不織布、平均繊維径２．２μｍ、目付３０ｇ／ｍ２）を用意し、ＧＭＡ膜を形成して試験片ＥＥを作製した。この試験片ＥＥのＧＭＡ膜にＩＤＡ−ＥＤＣ膜を形成し、さらにそのＩＤＡ−ＥＤＣ膜にシアル酸を固定した。この試験片ＡＡにおいて、式（４）により求めたＩＤＡ−ＥＤＣ転化率は８１．４％、式（５）により求めたシアル酸転化率は３７．０％であった。この試験片ＥＥを、図８に示すネブライザーユニット１００の底に配置したうえで、ネブライザーユニット１００の蓋１００ａを開けて小麦胚芽タンパクの１μｇ/μＬ溶液１００μＬをユニット内に滴下し、蓋１００ａを閉めてエアロゾルチャンバー１０１を密閉した。その後、吸引装置１０２を作動させてチャンバー１０１内を真空引きし、小麦胚芽タンパク溶液を噴霧化させた。３分後、ネブライザーユニット１００から試験片ＥＥを取り出し、イオン交換水で洗浄した後、０．２重量パーセントのラウリル硫酸ナトリウム水溶液１０ｍＬに浸漬し、３０分間振とうした。溶液から試験片ＥＥを取り出し、残った溶液に含まれる小麦胚芽タンパクの量をＢＣＡ法により定量した。それらの結果も表４に示す。【００６３】
試験片ＥＥにおいて、定量された小麦胚芽タンパクの吸着量は１５．８μｇ／ｃｍ２、単位シアル酸当たりの吸着量は０．０３５ｇ／ｇであった。他の試験片と比較すると、気相中でタンパクを吸着させた場合であっても液相中での吸着と同等、もしくはそれ以上に小麦胚芽タンパクが吸着されていることが分かる。【００６４】
（単位目付量当たりの厚さ）
本発明の第一実施形態の変形例として説明した不織布１Ｂ（基材：ポリプロピレン製スパンボンド不織布、平均繊維径２０μｍ、目付１５ｇ／ｍ２、ナノファイバー層：ポリプロピレン製ナノファイバー不織布、平均繊維径０．３μｍ、目付６g／ｍ２）を用意し（試験片ＦＦ）、その試験片について目付の量を測定したうえで単位目付量当たりの厚さを測定した。また、本発明の第二実施形態として説明した不織布２（ポリプロピレン製マイクロファイバー不織布、平均繊維径２．２μｍ）を複数用意し（試験片ＧＧ、ＨＨ、ＩＩ）、各々の試験片について目付の量を測定したうえで単位目付量当たりの厚さを測定した。さらに、別途用意した比較例としての試験片ＪＪ、ＫＫについて、各々の目付の量を測定したうえで単位目付量当たりの厚さを測定した。それらの測定結果を表５に示し、さらに目付と厚さとの関係を表すグラフを図９に示す。
【表５】
2019004477.tif 000013
【００６５】
比較例としての試験片ＪＪ、ＫＫの単位目付量当たりの厚さに比べて、試験片ＦＦ〜ＩＩの単位目付量当たりの厚さは１／２程度であった。このことから、目付の量が同じであっても、本発明の不織布の厚さは比較対象の従来品と比べて薄く、様々な機能を付与するにあたってグラフト鎖の形成、官能基の付与など加工がし易い。また、マスクなどの日用品に加工される場合は、使用者にとって使い勝手が良く肌身に付けても負担が少ないなどメリットがある。
【符号の説明】
【００６６】
１Ａ、１Ｂ及び２…機能性不織布、
１０…基材、
１１…ナノファイバー層（不織布本体）、
１１ａ…ナノファイバー、
１２…マイクロファイバーの集合体（不織布本体）、
１２ａ…マイクロファイバー、
２０…グラフト鎖、
２１…官能基
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月26日(2019.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維が集合した不織布本体と、
前記不織布本体に接着されて該不織布本体を支持する基材と、
前記繊維及び基材に形成された複数のグラフト鎖と、
前記グラフト鎖に付与された官能基とを備え、
前記繊維の径の平均が３．０μｍ以下である機能性不織布。
【請求項２】
前記繊維の径の平均が０．５μｍ以下である請求項１に記載の機能性不織布。
【請求項３】
前記基材を含む前記不織布本体の目付量が５０ｇ／ｍ２以下である請求項１又は２に記載の機能性不織布。
【請求項４】
前記不織布本体の比表面積が１．０ｍ２／ｇ以上１０．０ｍ２／ｇ以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項５】
前記基材を含む前記不織布本体の通気度が３．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以上３００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項６】
グラフト率が１％以上３００％以下である請求項１から５のいずれか一項に記載の機能性不織布。
【請求項７】
前記官能基がシアル酸、Ｎ−アセチルグルコサミン、シアリルガラクトース、シアリルラクトースのいずれかであり、
グラフト率が１％以上６０％以下である請求項６に記載の機能性不織布。
【請求項８】
前記官能基がアミノペプチターゼＮの豚流行性下痢ウイルスとの結合部位を模倣したペプチドであり、
グラフト率が１％以上６０％以下である請求項６に記載の機能性不織布。
【請求項９】
前記官能基がスルホン酸、カルボン酸、リン酸、金属錯体、アミンのいずれかであり、
グラフト率が５０％以上３００％以下である請求項６に記載の機能性不織布。
【請求項１０】
ナノファイバーを生成する工程と、
基材上に、前記ナノファイバーからなるナノファイバー層を形成する工程と、
前記基材上に形成された前記ナノファイバー層を構成する繊維の表面、及び前記基材を構成する繊維の表面に複数のグラフト鎖を定着させる工程と、
前記複数のグラフト鎖に官能基を付与する工程と
を備える機能性不織布の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一つの態様は、繊維が集合した不織布本体と、前記不織布本体に接着されて該不織布本体を支持する基材と、前記繊維及び基材に形成された複数のグラフト鎖と、前記グラフト鎖に付与された官能基とを備え、前記繊維の径が３．０μｍ以下である機能性不織布である。
本発明のもう一つの態様は、ナノファイバーを生成する工程と、基材上に、前記ナノファイバーからなるナノファイバー層を形成する工程と、前記基材上に形成された前記ナノファイバー層を構成する繊維の表面、及び前記基材を構成する繊維の表面に複数のグラフト鎖を定着させる工程と、前記複数のグラフト鎖に官能基を付与する工程とを備える機能性不織布の製造方法である。
【国際調査報告】
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