(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維表面にフィラーを効率よく固着し、その脱落を防止するとともに、フィラーの比表面積の減少を抑制してフィラーの機能を十分に発揮することができる繊維構造物を提供する。【解決手段】繊維５，６または７と、その表面のバインダー樹脂４と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラー３を含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物であって、前記バインダー樹脂は湿熱ゲル化樹脂であり、前記フィラーは、前記湿熱ゲル化樹脂がゲル化したゲル化物によって固着されており、前記繊維構造物は、その表面に存在するフィラーの量を繊維構造物の内部に存在するフィラーの量よりも多くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物であって、
前記バインダー樹脂は、湿熱ゲル化樹脂であり、
前記フィラーは、前記湿熱ゲル化樹脂がゲル化したゲル化物によって固着されており、
前記繊維構造物は、その表面に存在するフィラーの量が繊維構造物の内部に存在するフィラーの量よりも多いことを特徴とする繊維構造物。
【請求項２】
前記湿熱ゲル化樹脂がエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂である、請求項１に記載の繊維構造物。
【請求項３】
前記フィラーが粒子であり、その平均粒子径が１０〜５０００μｍの範囲である、請求項１に記載の繊維構造物。
【請求項４】
前記繊維及び前記バインダー樹脂は、
(I)湿熱ゲル化樹脂成分と他の熱可塑性合成繊維成分とを含む複合繊維、
(II)前記複合繊維と他の繊維を混合したもの、
(III)前記複合繊維と湿熱ゲル化樹脂を混合したもの、及び
(IV)湿熱ゲル化樹脂と他の繊維を混合したもの
から選ばれる少なくとも一つの組み合わせを有する、請求項１に記載の繊維構造物。
【請求項５】
前記繊維及び前記バインダー樹脂は、バインダー樹脂を鞘成分とし、他の熱可塑性合成繊維成分を芯成分とした、鞘芯型の湿熱ゲル化複合繊維である、請求項４に記載の繊維構造物。
【請求項６】
前記湿熱ゲル化複合繊維は、繊維構造物中に３０mass％以上含んで成る、請求項５に記載の繊維構造物。
【請求項７】
前記繊維構造物は、不織布である、請求項１に記載の繊維構造物。
【請求項８】
繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物の製造方法であって、
前記繊維と前記バインダー樹脂を含有する被処理繊維構造物に水分を付与したのちに、フィラーを被処理繊維構造物の上に散布し、
次いで、湿熱処理して、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着することを特徴とする繊維構造物の製造方法。
【請求項９】
繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物の製造方法であって、
前記繊維と前記バインダー樹脂を含有する被処理繊維構造物の上にフィラーを散布したのち、水分を付与して湿熱処理をし、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着することを特徴とする繊維構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラーが繊維表面に固着したフィラー固着繊維を有する繊維構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、繊維の表面にフィラーを付着させる方法として、不織布の表面に乾式法で粒子を担持させた後、繊維の軟化点以上の温度に加熱して粒子を付着させる方法が提案されている（特許文献１）。さらに、粒子を含有する水分散溶液に、シート状またはブロック繊維成型物を含浸、圧搾後、繊維の融点乃至融点より６０℃を超えない温度で加熱して粒子を付着させる方法が提案されている（特許文献２）。
【０００３】
そして、従来からフィラーを繊維表面に付着した繊維製品は、様々な用途に使用されている。例えば、研磨や清浄化を目的とする繊維や布は、清浄化を目的とする繊維として、歯間を磨くフィラメント繊維（デンタルフロス）が一般的に良く知られている。また工業用途としては、レンズ、半導体、金属、プラスチック、セラミック、ガラスなど様々な分野で研磨布又は研磨紙が使用されている。さらに家庭用又は業務用キッチンなどにおいても研磨布は使用されている。
【０００４】
また、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと略称する）の吸入によるシックハウス症候群等のアレルギー症状の発生が増加しているため、ＶＯＣガス等の有害ガスを吸着するガス吸着材が要望されている。前記ガス吸着材としては、例えば特許文献３に、ＶＯＣガス全般に対して吸着効果を有するガス吸着シートが提案されている。特許文献３に提案されたガス吸着シートは、２枚のシート材の間に活性炭粒子を挟持させ固定化させるとともに、前記シート材のうち少なくとも一方のシート材に吸着剤粒子を固定化させている。吸着剤粒子の固定化方法としては、（１）バインダー樹脂溶液に吸着剤粒子を混合して一方のシート材にコーティングし、その上に他方のシート材を重ねる方法や、（２）予め一方のシート材にホットメルト剤等をコーティングし、その上に吸着剤粒子を散布し、更にその上に、他方のシート材を重ねる方法等が例示されている。
【０００５】
さらに、工場廃水等を浄化する水質浄化材として、活性炭粒子等の有機物吸着性粒子を、不溶性のバインダーを介してシート状部材に固着させた水質浄化フィルターが、特許文献４に提案されている。
【特許文献１】特開平７−２６８７６７号公報
【特許文献２】特公昭５１−２２５５７号公報
【特許文献３】特開２０００−２４６８２７号公報
【特許文献４】特開平９−２０１５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１〜２のように、繊維を軟化点又は融点以上の温度に加熱すると、繊維は収縮して硬くなり、しかも軟化点程度では粒子を繊維に有効に固着させることはできず、融点以上の温度にする必要があり、このようにすると繊維形態を保てなくなる問題もあった。さらに、繊維は収縮して硬くなり、ひいては不織布にしたときに収縮を伴って不織布形態を保てなくなる問題があった。
【０００７】
また、前記特許文献３に提案されたガス吸着シートにおける前記（１）の固定化方法では、吸着剤粒子がバインダー樹脂溶液に埋没してしまい、充分なガス吸着効果が得られなくなるおそれがあった。また、前記（２）の固定化方法では、ホットメルト剤と吸着剤粒子との接触面積が少ないため、吸着剤粒子が脱落するおそれがあった。また、特許文献３に提案されたガス吸着シートは、不織布から粒子の脱落を抑制する手段として、２枚のシート材の間に粒子を挟持させるという方法を用いているが、粒子がシート表面に露出していないため、粒子がシート表面に露出することにより効果を発揮する、例えば研磨シート、吸着シートなどの用途には、不適であった。
【０００８】
前記特許文献４に提案された水質浄化フィルターでは、粉粒体状の水質浄化材がバインダーに埋没してしまい、粒子の比表面積が減少して、充分な浄化性能が得られなくなるおそれがあった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、本来の繊維の性質を保持したまま、繊維表面にフィラーを有効に固着したフィラー固着繊維を含み、繊維表面に固着されたフィラーの脱落を防止し、フィラーの比表面積の減少を抑制することができる、研磨材、ガス吸着材、水質浄化材など様々な用途に有用な繊維構造物及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の繊維構造物は、繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物であって、前記バインダー樹脂は、湿熱ゲル化樹脂であり、前記フィラーは、前記湿熱ゲル化樹脂がゲル化したゲル化物によって固着されており、前記繊維構造物は、その表面に存在するフィラーの量が繊維構造物の内部に存在するフィラーの量よりも多いことを特徴とする。
【００１１】
本発明における繊維構造物の製造方法の第１の発明は、繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物の製造方法であって、前記繊維と前記バインダー樹脂を含有する被処理繊維構造物に水分を付与したのちに、フィラーを繊維構造物の上に散布し、次いで、熱処理して、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着することを特徴とする。
【００１２】
本発明における繊維構造物の製造方法の第２の発明は、繊維と、その表面のバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂に固着されたフィラーを含むフィラー固着繊維を含有する繊維構造物の製造方法であって、前記繊維と前記バインダー樹脂を含有する被処理繊維構造物の上にフィラーを散布したのち、水分を付与して湿熱処理をし、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の繊維構造物は、繊維表面にフィラーがゲル化物によって固着しているので、フィラーが容易に脱落することなく、繊維表面に露出した状態で固着することができる。さらに、前記繊維構造物において、その表面に存在するフィラーの量が繊維構造物の内部に存在するフィラーの量よりも多いので、繊維構造物の表面を主として使用する用途に好適である。
【００１４】
本発明の繊維構造物の製造方法によれば、長時間水分に晒すと変質しやすいフィラー、あるいは繊維構造物の内部に入り込みにくい、大きさが比較的大きいフィラーなどを有効に固着することができる。また、本発明の繊維構造物の製造方法によれば、選択的に繊維構造物の表面にフィラーを多く固着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の繊維構造物において、湿熱ゲル化樹脂とは、水分存在下で加熱することによってゲル化し得る樹脂のことをいう。ゲル化し得る樹脂とは、５０℃以上の温度でゲル化膨潤しゲル化物となって繊維構造物の構成繊維を固定可能な樹脂のことを示す。本発明でいうゲル化物とは、湿熱ゲル化樹脂が湿熱によってゲル化したのち固化した樹脂（固化物）のことを示し、本発明の繊維構造物は、そのゲル化物によって、フィラーが固着されており、前記繊維構造物は、その表面に存在するフィラーの量が繊維構造物の内部に存在するフィラーの量よりも多くなっている。
【００１６】
前記湿熱ゲル化樹脂の好ましいゲル化温度は、６０℃以上である。より好ましいゲル化温度は、８０℃以上である。６０℃未満でゲル化し得る樹脂を用いると、ゲル加工の際、ロール等への粘着が激しくなって繊維構造物の生産が難しくなるか、夏場や高温環境下での使用ができなくなる場合がある。なお、「ゲル加工」とは、湿熱ゲル化樹脂をゲル化させる加工のことをいう。
【００１７】
前記湿熱ゲル化樹脂は、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂であることが好ましい。エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂は、湿熱によってゲル化でき、他の繊維及び／又は他の熱可塑性合成繊維成分を変質させないからである。
【００１８】
エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂とは、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を鹸化することによって得られる樹脂であり、その鹸化度は９５％以上が好ましい。より好ましい鹸化度は、９８％以上である。また、好ましいエチレン含有率は、２０モル％以上である。好ましいエチレン含有率は、５０モル％以下である。より好ましいエチレン含有率は、２５モル％以上である。より好ましいエチレン含有率は、４５モル％以下である。鹸化度が９５％未満ではゲル加工の際、ロール等への粘着により繊維構造物の生産が難しくなる場合がある。また、エチレン含有率が２０モル％未満の場合も同様に、ゲル加工の際、ロール等への粘着により繊維構造物の生産が難しくなる場合がある。一方、エチレン含有率が５０モル％を超えると、湿熱ゲル化温度が高くなり、加工温度を融点近傍まで上げざるを得なくなり、その結果、繊維構造物の寸法安定性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１９】
湿熱ゲル化樹脂の形態は、パウダー状、チップ状、繊維状等が挙げられる。特に、湿熱ゲル化樹脂は、繊維状であることが好ましい。繊維状の湿熱ゲル化樹脂（以下、「湿熱ゲル化繊維」という）としては、湿熱ゲル化樹脂を含む繊維か、又は湿熱ゲル化樹脂繊維成分と、他の熱可塑性合成繊維成分とを含む複合繊維（以下、「湿熱ゲル化複合繊維」という。）を用いる。これにより、他の繊維又は少なくとも他の熱可塑性合成繊維成分は、繊維の形態を保ち、かつ湿熱ゲル化樹脂がゲル化されてフィラーを固着させるバインダーとしての作用機能を発揮する。そして、フィラーは、湿熱ゲル化樹脂繊維成分又は繊維の表面に接着された湿熱ゲル化樹脂が湿熱ゲル化したゲル化物によって固着されている。好ましくは、フィラーは露出して固着されている。また、湿熱ゲル化樹脂繊維成分又は繊維の表面に接着された湿熱ゲル化樹脂が湿熱ゲル化したゲル化物によって、湿熱ゲル化繊維同士及び／又は他の繊維は接着されている。
【００２０】
本発明の繊維構造物は、前記繊維及び前記バインダー樹脂を含むものである。本発明の繊維構造物は、糸、繊維束、繊維塊、不織布、織編物、ネット等の繊維により形成されたものをいう。特に、不織布は、加工性が高いため、様々な用途へ適用することができる。前記不織布の形態としては、特に限定されるものではなく、その用途、固着するフィラーの大きさ等を考慮し、適宜選択される。不織布の製法としては、例えば、ニードルパンチ法、水流交絡法、エアレイド法、スパンボンド法、メルトブロー法、湿式法などが挙げられる。
【００２１】
前記繊維及び前記バインダー樹脂の好ましい組み合わせとしては、
(I)湿熱ゲル化樹脂繊維成分と他の熱可塑性合成繊維成分とを含む複合繊維、
(II)前記複合繊維と他の繊維を混合したもの、
(III)前記複合繊維と湿熱ゲル化樹脂を混合したもの、及び
(IV)湿熱ゲル化樹脂と他の繊維を混合したもの
から選ばれる少なくとも一つが挙げられる（以下、「形態(I)〜(IV)」という。）。前記形態(I)は、「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化樹脂繊維成分とし、「繊維」を他の熱可塑性合成繊維成分とした湿熱ゲル化複合繊維である。前記形態(II)は、「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化複合繊維とし、「繊維」を他の繊維としこれを混合したものである。前記形態(III)は、「繊維」を湿熱ゲル化複合繊維とし、さらに「バインダー樹脂」を湿熱ゲル化樹脂としこれを混合したものである。前記形態(IV)は、「バインダー樹脂」を前記湿熱ゲル化複合繊維以外の形態を採る湿熱ゲル化樹脂（例えば、湿熱ゲル化樹脂単独の繊維、パウダー状、チップ状）とし、「繊維」を他の繊維としこれを混合したものである。
【００２２】
前記形態(I)〜(III)に用いられる湿熱ゲル化複合繊維は、湿熱ゲル化樹脂繊維成分が露出しているかまたは部分的に区分されている複合繊維であることが好ましい。その複合形状は、（同心円）芯鞘型、偏心芯鞘型、並列型、分割型、海島型等を指す。特に同心円芯鞘型はフィラーが繊維表面に固着しやすいので好ましい。また、その断面形状は、円形、中空、異型、楕円形、星形、偏平形等いずれであってもよいが、繊維製造の容易さから円形であることが好ましい。分割型複合繊維はあらかじめ高圧水流等を噴射して部分的に分割しておくのが好ましい。このようにすると、分割された湿熱ゲル化樹脂繊維成分は、湿熱処理によりゲル化し、ゲル化物を形成して他の繊維の表面に付着し、フィラーを固着する。すなわち、バインダーとして機能する。
【００２３】
前記湿熱ゲル化複合繊維に占める湿熱ゲル化樹脂繊維成分の割合は、１０mass％以上９０mass％以下の範囲内であることが好ましい。より好ましい湿熱ゲル化樹脂繊維成分の含有量は、３０mass％以上である。より好ましい湿熱ゲル化樹脂繊維成分の含有量は、７０mass％以下である。湿熱ゲル化樹脂繊維成分の含有量が１０mass％未満であると、フィラーが固着しにくくなる傾向にある。湿熱ゲル化樹脂繊維成分の含有量が９０mass％を超えると、複合繊維の繊維形成性が低下する傾向にある。
【００２４】
前記湿熱ゲル化複合繊維における他の熱可塑性合成繊維成分は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド等いかなるものであってもよいが、好ましくはポリオレフィンである。ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン等がある。湿熱ゲル化樹脂繊維成分としてエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を使用した場合、溶融紡糸による複合繊維（コンジュゲート繊維）を形成しやすい。
【００２５】
また、他の熱可塑性合成繊維成分として、湿熱ゲル化樹脂繊維成分をゲル化させる温度よりも高い融点を有する熱可塑性合成繊維成分を用いることが好ましい。他の熱可塑性合成繊維成分がゲル化物を形成させる温度よりも低い融点を有する熱可塑性合成繊維成分であると、他の熱可塑性合成繊維成分自体が溶融して硬くなる傾向にあり、例えば不織布にしたときに収縮を伴って不均一になることがある。
【００２６】
前記湿熱ゲル化複合繊維が繊維構造物に占める割合は、フィラーを固着することができる量であれば特に限定されないが、ゲル化物によって繊維を固着する及び／又はフィラーを有効に固着するのに要する複合繊維の割合は、１０mass％以上であることが好ましい。より好ましい複合繊維の割合は、３０mass％以上である。さらに好ましい複合繊維の割合は、５０mass％以上である。例えば、繊維構造物において、複合繊維を含むウェブが両表面に存在し、内部に他の繊維が存在している場合、複合繊維を含むウェブにおける含有量のことを指す。
【００２７】
前記形態(III)では、前記湿熱ゲル化複合繊維に、さらに湿熱ゲル化樹脂を含有させて複合繊維の表面にゲル化物を形成させることも可能である。これにより、フィラーの固着効果をより向上させることができる。
【００２８】
前記形態(II)または前記形態(IV)に用いられる他の繊維としては、レーヨン等の化学繊維、コットン、麻、ウール等の天然繊維等、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等の合成樹脂を単独又は複数成分とする合成繊維等、任意なものを選択して使用できる。
【００２９】
前記形態(IV)において、湿熱ゲル化樹脂は、繊維構造物に対して１mass％以上９０mass％以下の範囲内で含有させるのが好ましい。より好ましい含有量は、３mass％以上である。より好ましい含有量は、７０mass％以下である。湿熱ゲル化樹脂の含有量が１mass％未満であると、ゲル化物によって他の繊維を固着することが困難となるか、あるいはフィラーを固着しにくくなる傾向にある。湿熱ゲル化樹脂の含有量が９０mass％を超えると、繊維形状が消失してフィルム状になるか、あるいはフィラーがゲル化物に埋没することがある。
【００３０】
本発明でいうフィラーとは、粒子状、短繊維状など、繊維構造物の内部に保持することができる形状のものであれば特に限定されない。例えば、フィラーとしては、無機フィラーであることが好ましい。無機フィラーであれば、研磨剤として用いた場合、研磨作用が大きいからである。前記無機フィラーとしては、アルミナ、シリカ、トリポリ、ダイヤモンド、コランダム、エメリー、ガーネット、フリント、合成ダイヤ、窒化硼素、炭化珪素、炭化硼素、酸化クロム、酸化セリウム、酸化鉄、ケイ酸コロイド、炭素、グラファイト、ゼオライト及び二酸化チタン、カオリン、クレイなどを挙げることができる。これらの粒子は適宜混合して使用することもできる。
【００３１】
前記フィラーとしては、有機フィラーも用いることができる。有機フィラーとしては、例えば、スチレン系，アクリル系，メタクリル系，メラミン系，フェノール系，エポキシ系，フッ素系，シリコーン系，ポリエステル系，ポリオレフィン系などの樹脂が挙げられる。
【００３２】
前記フィラーがガス吸着性フィラー及び／又は有機物吸着性フィラーの場合、空気中の気体物質を吸着する機能を有するものであれば特に限定されないが、活性炭粒子、ゼオライト、シリカゲル、活性白土、層状リン酸塩等の多孔質粒子、これらの多孔質粒子に化学吸着剤を担持させた多孔質粒子等が好ましい。多孔質粒子の中では、活性炭粒子が特に好ましい。
【００３３】
前記フィラーがイオン交換性フィラーの場合、活性炭，ゼオライト，シリカゲル，活性白土，層状リン酸塩等の多孔質粒子にアルカリ性物質や酸性物質を含ませた多孔質粒子、及びスチレン系，アクリル系，メタクリル系などのカチオン交換樹脂、スチレン系，アクリル系などのアニオン交換樹脂等の有機高分子系イオン交換樹脂などを用いることができる。
【００３４】
さらに前記研磨剤、ガス吸着性粒子及び有機物吸着性粒子以外にも、例えば乾燥剤としてのシリカゲル等、光触媒として二酸化チタン等、抗菌剤としての銀イオン，亜鉛イオン，銅イオン等の抗菌性金属イオンを担持したゼオライト，リン酸ジルコニウム，ハイドロキシアパタイト等、蓄熱剤や吸発熱剤などをマイクロカプセル化したフィラー、ウイルス吸着／分解剤、消臭剤、導電剤、制電剤、調湿剤、防虫剤、防カビ剤、難燃剤等の機能性フィラーを１又は２以上用いることができる。
【００３５】
前記フィラーが粒子状である場合、その平均粒子径は、０．０１μｍ以上であることが好ましい。より好ましい平均粒子径は、０．１μｍ以上であり、さらに好ましくは１μｍ以上である。平均粒子径が０．１μｍ未満では、フィラーがゲル化物に埋没することがあるからである。特に、本発明の製造方法によれば、繊維構造物の内部に入り込みにくい粒子径、例えば、１０μｍ以上の平均粒子径を有するフィラーを固着させるのに効果的である。フィラーの平均粒子径の上限は、特に限定されないが、機能性等を考慮すると５０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
前記フィラーが短繊維状である場合、その繊維長または繊維断面長のうち大きい方の長さ（以下、短繊維長さという）は、０．１〜１０００μｍであることが好ましい。より好ましい短繊維長さは、１０μｍ以上である。より好ましい短繊維長さは、５００μｍ以下である。短繊維長さが０．１μｍ未満では、繊維表面に十分な量のフィラーを固着することが困難な場合がある。一方、短繊維長さが１０００μｍを超える場合は、フィラーの比表面積が小さくなり、フィラーの機能性が十分に発揮できない場合がある。
【００３７】
前記繊維構造物は、フィラーの機能性を効率良く発揮させるために、フィラーの固着量が繊維構造物１ｍ2あたり２ｇ以上であることが好ましく、５ｇ以上であることがより好ましい。一方、フィラーの固着量において上限は特に限定されないが、繊維構造物の質量に対して５倍以下であることが好ましく、より好ましくは３倍以下である。
【００３８】
前記繊維構造物は、その片面あるいは両面に、他のシートを積層してもよい。繊維構造物の片面に他のシートを積層した場合、他のシートの機能を付与することができ、例えば成型性、接着性を向上させることができる。例えば、本発明の繊維構造物に液体を含ませるような研磨不織布として使用する場合、フィラー固着繊維が両表面にウェブ状に存在し、内部に親水性繊維を存在させたことが好ましい。前記親水性繊維は、レーヨン繊維、コットン繊維及びパルプから選ばれる少なくとも一つの繊維であることが好ましい。水、界面活性剤、洗浄剤等の液体を付与して研磨する際に、水分の保持性が高いからである。
【００３９】
また、繊維構造物の両面に他のシートを積層した場合、例えばフィラーの固着が不十分であったときでもフィラーの脱落を抑制したり、用途によりフィラーの色を隠蔽する効果を与えることができる。さらに、他のシートの機能を付与することができ、例えば成型性、接着性を向上させることができる。例えば、ガス吸着材や水質浄化フィルターなどフィラーの脱落やフィラーの色が懸念される用途において好ましい。
【００４０】
他のシートとしては、例えば、サーマルボンド不織布，スパンボンド不織布，ニードルパンチ不織布，水流交絡不織布などの不織布、無孔又は有孔フィルム、発泡体、ネット等が挙げられる。他のシートの目付は、特に限定されないが、例えば、不織布の場合、１５〜８０ｇ／ｍ2であることが好ましく、３０〜５０ｇ／ｍ2であることがより好ましい。
【００４１】
次に、フィラーが湿熱ゲル化したゲル化物によって固着されている繊維構造物の製造方法について説明する。本発明における湿熱処理は、湿熱雰囲気で施される。ここでいう「湿熱雰囲気」とは、水分を含み、加熱された雰囲気のことをいう。フィラー固着繊維を含む繊維構造物は、湿熱処理前の繊維と湿熱ゲル化樹脂を含む被処理繊維構造物（以下、単に「被処理物」という）の上にフィラーを散布し、その被処理物を水分存在下で湿熱処理を施す（以下、「フィラー散布法」という）ことにより得ることができる。具体的なフィラー散布法の１つは、前記被処理物に水分を付与したのちに、フィラーを被処理物の上に散布し、次いで、熱処理して、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着するものである。また、別のフィラー散布法は、前記被処理物の上にフィラーを散布したのち、水分を付与して湿熱処理をし、前記湿熱ゲル化樹脂をゲル化させ、ゲル化物によって前記フィラーを繊維表面に固着するものである。フィラー散布法によれば、ドライな状態のフィラーを繊維構造物に付与することができる。そのため、例えば、粘土質のフィラー、水分を含み易いフィラーなど長時間にわたり水分に晒すと変質しやすいフィラーを固着させる場合であっても、フィラーと水分との接触が短時間でゲル加工することができるので、フィラーが変質したり、余分な工程管理を必要とすることがない。また、繊維構造物の内部に入り込みにくい大きさが比較的大きいフィラー、水よりも比重の軽いフィラー、あるいは水溶液中での分散がしにくいフィラーなどを有効に固着することができる。さらに、本発明の繊維構造物の製造方法によれば、選択的に繊維構造物の表面にフィラーを多く固着させることができる。
【００４２】
なお、本発明の製造方法は、被処理物上にフィラーを散布するとき、フィラーが被処理物内部にまで均一に進入するように、フィラーの大きさを小さくしたり、あるいは吸引機等で調整することも可能である。
【００４３】
前記被処理物には、親水処理を施してもよい。親水処理を施すと、被処理物が疎水性繊維を含む場合に、繊維構造物を略均一に水分を付与することができる。その結果、湿熱ゲル化樹脂の周囲に略均一に水分が存在して、略均一に湿熱ゲル化されて、フィラーが固着しやすくなる。親水処理としては、界面活性剤処理、コロナ放電法やグロー放電法、プラズマ処理法、電子線照射法、紫外線照射法、γ線照射法、フォトン法、フレーム法、フッ素処理法、グラフト処理法、及びスルホン化処理法等が挙げられる。
【００４４】
前記繊維構造物の好ましい目付の範囲は、１０ｇ／ｍ2以上であり、より好ましい目付は、３０ｇ／ｍ2以上であり、更に好ましい目付は、４０ｇ／ｍ2以上である。目付が１０ｇ／ｍ2未満であると、固着されるフィラーの量が少なくなり、充分な機能を発揮できない場合がある。目付の上限は特に限定されないが、湿熱処理後の乾燥効率を考慮すると、１０００ｇ／ｍ2以下であることが好ましい。
【００４５】
前記繊維構造物において他のシートを積層する場合、例えば、フィラーを散布した後、積層してもよいし、ゲル加工後に積層してもよい。
【００４６】
前記繊維構造物にフィラーを散布の方法としては特に限定されず、例えば、篩による方法、電気的に行う方法、噴射による方法などが挙げられる。
【００４７】
前記フィラーの散布量は、使用する被処理物の目付、湿熱処理方法、フィラーの脱落量等を考慮し、得ようとするフィラーの固着量に応じて適宜設定すればよい。被処理物の単位面積あたり２ｇ（２ｇ／ｍ2）以上であることが好ましい。より好ましい散布量は、１０ｇ／ｍ2以上である。フィラーの散布量が２ｇ／ｍ2未満であると、所定量のフィラーを固着することができないからである。
【００４８】
前記被処理物に付与する水分の割合（以下、「水分率」という）は、２０〜１５００mass％であることが好ましい。より好ましい水分率は、３０mass％以上であり、さらにより好ましくは４０mass％以上である。より好ましい水分率は、１０００mass％以下であり、さらにより好ましくは、９００mass％以下である。水分率が２０mass％未満であると、湿熱ゲル化が充分に起こらないことがある。一方、水分率が１５００mass％を超えると、湿熱処理が被処理物の表面と内部との間で均一に行われず、湿熱ゲル化の度合いが不均一となる傾向にある。なお、水分の付与方法としては、スプレー、水槽への浸漬等公知の方法で行うことができる。水分が付与された被処理物は、絞りロール等で圧搾する等の方法で所定の水分率に調整することができる。
【００４９】
前記湿熱処理における湿熱処理温度は、湿熱ゲル化樹脂又は湿熱ゲル化樹脂繊維成分（以下、両者を併せて「バインダー樹脂」ともいう。）のゲル化温度以上融点−２０℃以下であることが好ましい。より好ましい湿熱処理温度は、８０℃以上である。一方、より好ましい湿熱処理温度は、バインダー樹脂の融点−３０℃以下である。さらにより好ましい湿熱処理温度は、バインダー樹脂の融点−４０℃以下である。湿熱処理温度がバインダー樹脂のゲル化温度未満であると、フィラーを有効に固着することができない場合がある。湿熱処理温度がバインダー樹脂の融点−２０℃を超えると、バインダー樹脂の融点に近くなるため、繊維構造物にしたときに収縮を引き起こすことがある。
【００５０】
前記湿熱処理の方法としては、例えば、繊維構造物をスチームで処理する方法（以下、「スチーム処理法」という）と、繊維構造物を加熱体に接触させる方法（以下、「加熱体接触法」という）が挙げられる。
【００５１】
前記スチーム処理法は、前記被処理物に、フィラーを所定量散布し、所定の水分率に調整した後、スチーム処理することによって、湿熱ゲル化樹脂をゲル化したゲル化物を形成してフィラーを固着することができる。スチーム処理の方法としては、例えば、所定の水分率に調整した被処理物の上及び／又は下からスチームを吹き付ける方法、スチームを充満させたチャンバー内で被処理物に接触させる方法、オートクレーブ等でスチームに晒す方法などが挙げられる。かかる方法によれば、ゲル加工時に被処理物に対して必要以上に面圧が加わらない。その結果、繊維構造物は、繊維形態を維持しながら、フィラーを繊維表面に露出させた状態で固着することができ、繊維構造物に嵩高性及び／又は柔軟性を与えることができる。また、スチーム処理条件等を調整することにより、繊維構造物は複数本の繊維が膜状に拡がったゲル化物で被覆されて膜状繊維集束部及び／又は繊維同士の交点において膜状のゲル化物によって接着された膜状繊維接着部を形成させることもできる。ゲル化物を膜状化することにより、フィラーを固着する有効面積が増大し、フィラーの機能性をより向上させることができる。特に、スチームを充満させたチャンバー内で被処理物を接触させる方法（以下、「パッドスチーマー法」という）は、蒸気吹き出し口より吐出された蒸気が直接繊維構造物に接触することなく、蒸気雰囲気中でスチーム処理できるので、均一に湿熱ゲル化樹脂を湿熱ゲル化することができる。また、連続運転をする上においても都合がよい。さらに、パッドスチーマー法であれば、均一な膜状のゲル化物を形成させることもできる。
【００５２】
前記スチーム処理法におけるスチーム処理温度は、被処理物付近の温度が、バインダー樹脂のゲル化温度以上融点−２０℃以下であれば、特に限定されるものではないが、好ましい温度範囲は、８０〜１２０℃であり、より好ましい温度範囲は９０〜１１０℃である。湿熱ゲル化樹脂が前記エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂である場合、最も好ましい範囲は、９５〜１０５℃である。
【００５３】
次に、前記加熱体接触法は、前記被処理物に、フィラーを散布し、所定の水分率に調整した後、加熱体に接触させることによって、湿熱ゲル化樹脂をゲル化したゲル化物を形成してフィラーを固着することができる。加熱体に接触させる方法としては、例えば、熱ロールに接触させる方法、熱プレス板に接触させる方法などが挙げられる。かかる方法によれば、瞬時に湿熱ゲル化樹脂を湿熱ゲル化することができると同時にゲル化物を押し拡げることができるので、広面積にわたりフィラーを固着することができる。また、かかる方法によれば、湿熱ゲル化したときに、フィラーがゲル化物に押し込まれて、繊維表面にフィラーを更に強固に固着させることができる。
【００５４】
前記加熱体接触法が熱プレス板のような面状のものである場合、面圧が０．０１〜３ＭＰａであることが好ましい。より好ましい面圧は、０．０５〜２．５ＭＰａである。面圧が０．０１ＭＰa未満であると、フィラーの固着が不十分になり、脱落が多くなることがある。面圧が３ＭＰaを超えると、フィラーがゲル化物に埋没することがあり、有効表面積が低くなる場合がある。
【００５５】
前記加熱体接触法が熱ロールによる圧縮成形処理である場合、熱ロールの線圧は、１０〜４００Ｎ／ｃｍであることが好ましい。より好ましい熱ロールの線圧は、５０Ｎ／ｃｍである。より好ましい熱ロールの線圧の上限は、２００Ｎ／ｃｍである。線圧が１０Ｎ／ｃｍ未満であると、フィラーの固着が不十分になり、脱落が多くなることがある。線圧が４００Ｎ／ｃｍを超えると、フィラーがゲル化物に埋没することがあり、有効表面積が低くなる場合がある。
【００５６】
前記加熱体の設定温度は、湿熱ゲル化樹脂又は湿熱ゲル化樹脂繊維成分のゲル化温度以上融点−２０℃以下であることが好ましい。好ましい設定温度の範囲は、６０〜１４０℃であり、より好ましい温度範囲は８０〜１３０℃である。なお、加熱体の場合にゲル加工の温度を設定温度としたのは、以下の理由からである。水分を含んだ繊維構造物をゲル加工するために設定温度を１００℃以上にすると、まず繊維構造物内の水分が蒸発する。そのとき、湿熱ゲル化樹脂のゲル化が進行するので、ゲル加工の実温度は設定温度よりも低くなる傾向にある。そのため、厳密にゲル加工温度を特定するのが困難な場合があるからである。したがって、他の繊維の融点が熱処理機の設定温度よりも低い場合でも、実質的に溶融しないか、あるいは実質的に収縮しないことがあり、ゲル加工温度は他の繊維が実質的に収縮しない温度で処理することが好ましい。
【００５７】
前記湿熱処理を施した繊維構造物は、そのまま乾燥処理を行ってもよいし、一旦水洗を行った後、乾燥処理を行っても良いし、一旦乾燥させた後水洗を行いその後で乾燥処理を行っても良い。一旦乾燥させた後、水洗を行いその後で乾燥処理を行う方が、フィラーの固着量が多くなるので都合がよい。
【００５８】
前記乾燥処理温度は、繊維構造物が乾燥する温度であれば特に限定されない。また、この乾燥処理時においては、場合により得られた繊維構造物を、幅方向（機台に垂直な方向）に拡幅しながら乾燥処理を行っても良い。幅方向に拡幅することのより、目付の調整や、長さ方向と幅方向の寸法安定性を向上させることができるからである。このようにして、湿熱ゲル化樹脂が湿熱ゲル化したゲル化物によって固着された繊維構造物を得ることができる。
【００５９】
また、前記乾燥処理の後、必要に応じて繊維構造物を、一対のプレスロール等でプレス加工を行っても良い。乾燥処理の後に直ちにプレス加工を行うことにより、繊維構造物の柔軟性を維持したままで、フィラーを強固に固着することができる。
【００６０】
次に、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１Ａ〜Ｃは、本発明の一実施形態におけるフィラー固着繊維の断面図である。図１Ａは、ポリプロピレンを芯成分２とし、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を鞘成分１とした複合繊維５であって、鞘成分１はバインダー樹脂として機能し、鞘成分１にフィラー３を固着させた例である。図１Ｂは、ポリプロピレンを芯成分２とし、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を鞘成分１とした複合繊維６であって、鞘成分６の外側にエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂をバインダー４として付着させ、このバインダー４中にフィラー３を混合させた例である。図１Ｃは、ポリプロピレン８とエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂７を多分割に配置した複合繊維９とし、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂７はバインダー樹脂として機能し、その周辺部内にフィラー３を固着させた例である。
【００６１】
図２は、本発明のフィラー固着繊維を含有する繊維構造物の製造方法の一例工程図である。被処理物３１を、水を含む溶液槽３２内に含浸し、絞りロール３４で絞り、フィラーを篩３３から被処理物３１の上に散布し、チャンバー内の下部からスチームを導入してスチームをチャンバー内に均一に充満させたパッドスチーマー３５でスチーム処理し、必要に応じて乾燥・水洗・脱水（図示せず）したのち、乾燥機４１で乾燥させて巻き取り機３９で巻き取る。
【実施例】
【００６２】
[実施例１]
（不織布原反の作製）
鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ、エチレン含有量３８モル％、融点１７６℃）であり、芯成分がポリプロピレン（ＰＰ、融点１６１℃）であり、ＥＶＯＨ：ＰＰが５０：５０の割合（容積比）である芯鞘型複合繊維（繊度２．８ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）を準備した。
【００６３】
前記芯鞘型複合繊維をセミランダムカード機で開繊し、目付４０ｇ／ｍ2を有するカードウェブを作製した。次いで、前記カードウェブを９０メッシュの平織り支持体に載置し、前記カードウェブの幅方向に一列にオリフィス（径：０．１２ｍｍ、ピッチ：０．６ｍｍ）が配置されたノズルから前記カードウェブに向けて水流を水圧３ＭＰａで噴射した後、更に水圧４ＭＰａで噴射した。続いて、前記カードウェブを裏返して、前記ノズルから水圧４ＭＰａで水流を噴射して、実施例１，２に使用される水流交絡不織布原反を作製した。
【００６４】
（フィラーの準備）
フィラーとしては、平均粒子径約２０００μｍの活性炭粒子を使用した。
【００６５】
（フィラー固着繊維を含有する不織布の作製）
前記不織布原反を水（２０℃）に浸漬し、マングルロールの絞り圧力で水分率が５００％となるように調整した。次いで、篩から約２０ｇ／ｍ2の量のフィラーを、水分を含んだ不織布上に散布した。次いで、水分とフィラーを含んだ不織布原反を、不織布原反付近の温度が約１００℃になるように調整された、スチームが均一に充満したチャンバー（パッドスチーマー）内で、３０秒間湿熱処理（パッドスチーマー法）を行った。次に、水洗槽で水洗を行った後、温度１４０℃に調整したテンター方式の乾燥機内で乾燥させて、本発明のフィラー固着繊維を含有する不織布を得た。得られた不織布は、不織布表面にほとんどのフィラーがゲル化物によって繊維表面に固着しており、不織布表面に存在するフィラーの量が不織布の内部に存在するフィラーの量よりも多いことが確認できた。不織布におけるフィラーの固着量は、約１５ｇ／ｍ2であった。
【００６６】
［実施例２］
フィラーとして、活性炭粒子「クラレコール  ＰＬ−Ｄ」（クラレケミカル製、ヤシガラ炭、平均粒子径４０〜５０μｍ）を使用した以外は、実施例１と同様の方法で、本発明のフィラー固着繊維を含有する不織布を得た。得られた不織布は、フィラーがゲル化物によって繊維表面に固着しており、不織布表面に存在するフィラーの量が不織布の内部に存在するフィラーの量よりも多いことが確認できた。不織布におけるフィラーの固着量は、約１０ｇ／ｍ2であった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の繊維構造物及び本発明の製造方法により得られる繊維構造物は、工業用研磨材として、レンズ、半導体、金属、プラスチック、セラミック、ガラスなど様々な分野の研磨材、家庭用又は業務用キッチンなどで使用する研磨材、有害ガスなどを吸着するガス吸着材、抗菌材、消臭材、イオン交換材、汚水処理用材、吸油材、金属吸着材、電池セパレータ用不織材、導電性材、制電性（帯電防止）材、調湿，除湿（結露防止）材、吸音，防音材、防虫，防カビ材、抗ウイルス材、育苗材、芳香材、磁性材、遠赤外線材、蓄熱材、吸発熱材などに有用である。例えば、ガス吸着材、抗ウイルス材は、家庭用，車両用内装材、建材の養生シート、壁紙、カーテン、マット、カーペット、医療用などのガウン、衣料、マスク、ワイパー、空調用などのフィルター等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態における不織布を構成するフィラー固着繊維の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における繊維構造物の製造方法の一例工程図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  鞘成分
２  芯成分
３  フィラー
４  バインダー樹脂
５，６，９  複合繊維
７  エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂
８  ポリプロピレン
３１  被処理物
３２  槽
３３  篩
３４  絞りロール
３５  スチーマー
３９  巻き取り機
４１  乾燥機
【図１】
2006214051.tif 000003
【図２】
2006214051.tif 000004