(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１不織布と、第２不織布と、第３繊維の原料となる原料樹脂と前記原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液と、を準備する準備工程と、
前記第１不織布を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、
前記原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積工程と、
前記第１不織布の一方の主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、
前記主面に付与された前記接着剤を溶融させる加熱工程と、
前記第１不織布に、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して前記第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層工程と、を具備し、
前記積層工程が、前記圧着ローラに気体を吹き付ける冷却工程を備える、積層体の製造方法。
【請求項２】
前記圧着ローラが、前記積層体の上方に配置された第１ローラと、前記積層体の下方、かつ、前記第１ローラに対向するように配置された第２ローラと、を備えており、
前記気体が、前記第１ローラに吹き付けられる、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記第２不織布が、前記搬送ラインの前記圧着ローラよりも下流側に配置された供給リールから供給され、
前記気体が、前記搬送ラインの前記圧着ローラよりも下流側から前記第１ローラに吹き付けられる、請求項２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記第１不織布が、搬送方向に沿う端部と、前記端部以外の中央部と、を備えており、
前記圧着ローラが、前記端部および前記中央部に対向するように配置されており、
前記気体が、前記圧着ローラの前記中央部に対向する部分に吹き付けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
前記第３繊維の平均繊維径が、３μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項６】
第１不織布を、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、
第２不織布を、前記第１不織布に向けて供給する第２供給部と、
第３繊維の原料となる原料樹脂と前記原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を前記第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積部と、
前記堆積部の下流に配置されており、前記第１不織布の前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、
前記接着剤付与部の下流に配置されており、前記接着剤を溶融させる加熱部と、
前記加熱部の下流に配置されており、前記第１不織布に、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して、前記第２供給部から供給される前記第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層部と、を具備し、
前記積層部が、前記圧着ローラに気体を吹き付ける冷却装置を備える、積層体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の製造方法および製造装置に関し、特に通気性を有する積層体の圧力損失の増加の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の不織布が積層された積層体は、通気性を有しており、様々な用途に用いられている。例えば、特許文献１は、基材としての不織布と、保護層としての他の不織布と、これらの間に介在する極細繊維層と、を備え、これらが接着剤を用いて接着された積層体を、空気清浄機等の濾材として使用することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２１６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層体は、例えば、基材である不織布に、電界紡糸法等により極細繊維を堆積させた後、接着剤を塗布し、保護層として他の不織布を積層させることにより得られる。不織布同士の接着性を高めるため、接着剤を加熱して溶融させた後、両者は積層される。その後、積層体は圧着ローラにより圧着される。このようにして得られる積層体は、想定されたよりも圧力損失が増大する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面は、第１不織布と、第２不織布と、第３繊維の原料となる原料樹脂と前記原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液と、を準備する準備工程と、前記第１不織布を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、前記原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積工程と、前記第１不織布の一方の主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、前記主面に付与された前記接着剤を溶融させる加熱工程と、前記第１不織布に、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して前記第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層工程と、を具備し、前記積層工程が、前記圧着ローラに気体を吹き付ける冷却工程を備える、積層体の製造方法に関する。
【０００６】
本発明の他の一局面は、第１不織布を、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、第２不織布を、前記第１不織布に向けて供給する第２供給部と、第３繊維の原料となる原料樹脂と前記原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を前記第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積部と、前記堆積部の下流に配置されており、前記第１不織布の前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、前記接着剤付与部の下流に配置されており、前記接着剤を溶融させる加熱部と、前記加熱部の下流に配置されており、前記第１不織布に、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して、前記第２供給部から供給される前記第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層部と、を具備し、前記積層部が、前記圧着ローラに気体を吹き付ける冷却装置を備える、積層体の製造装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、積層体に含まれる繊維、特には、不織布上に堆積される繊維の変形を抑制することにより、得られる積層体の圧力損失の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法の主要工程を説明する模式図である。
【図２】第２不織布が供給される際の角度を説明する模式図である。
【図３】第１不織布、圧着ローラおよび冷却装置の位置関係を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る製造装置を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る積層体の製造方法は、第１不織布と、第２不織布と、第３繊維の原料となる原料樹脂と原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液と、を準備する準備工程と、第１不織布を搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、原料液から、第３繊維を生成させ、第３繊維を第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積工程と、第１不織布の一方の主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、上記主面に付与された接着剤を溶融させる加熱工程と、第１不織布に、溶融した接着剤と第３繊維とを介して第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層工程と、を具備し、積層工程が、圧着ローラに気体を吹き付ける冷却工程を備える。これにより、圧着ローラに伝達された熱による、第１不織布に含まれる第１繊維、第２不織布に含まれる第２繊維および／または第３繊維の変形が抑制される。特に、第１不織布上で紡糸されながら堆積される第３繊維は、変形し易い。第３繊維が変形すると、これを介して積層されている第１不織布および第２不織布の空隙が減少する場合がある。その結果、積層体の圧力損失が増大する。すなわち、特に第３繊維の変形を抑制することにより、積層体の圧力損失の増大を抑制することができる。
【００１０】
圧着ローラが、積層体の上方に配置された第１ローラと、積層体の下方、かつ、第１ローラに対向するように配置された第２ローラと、を備える場合、気体は、第１ローラに吹き付けられることが好ましい。積層体の上方にある第１ローラは、積層体の下方にある第２ローラよりも高温になり易いためである。
【００１１】
第２不織布が、搬送ラインの圧着ローラよりも下流側に配置された供給リールから供給される場合、気体は、搬送ラインの圧着ローラよりも下流側から第１ローラに吹き付けられることが好ましい。第１ローラが、第２不織布で囲まれ、あるいは、挟み込まれた状態になり、第１ローラがより効率的に冷却されるためである。
【００１２】
第１不織布が、搬送方向に沿う端部と、端部以外の中央部と、を備えており、圧着ローラが、上記端部および上記中央部に対向するように配置されている場合、気体は、圧着ローラの上記中央部に対向する部分に吹き付けられることが好ましい。第１不織布の中央部は高温になり易いため、圧着ローラの上記中央部に対向する部分も特に温度が高くなり易い。よって、圧着ローラの上記中央部に対向する部分に気体を吹き付けることにより、圧着ローラを効率よく冷却することができる。
【００１３】
第３繊維の平均繊維径は、３μｍ以下であっても良い。第３繊維がこのように細い場合であっても、変形は抑制される。
【００１４】
本発明に係る積層体の製造装置は、第１不織布を、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、第２不織布を、第１不織布に向けて供給する第２供給部と、第３繊維の原料となる原料樹脂と原料樹脂を溶解させる溶媒とを含む原料液から、第３繊維を生成させ、第３繊維を第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積部と、堆積部の下流に配置されており、第１不織布の前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、接着剤付与部の下流に配置されており、接着剤を溶融させる加熱部と、加熱部の下流に配置されており、第１不織布に、溶融した接着剤と第３繊維とを介して、第２供給部から供給される第２不織布を積層させて、圧着ローラにより圧着する積層部と、を具備し、積層部が、圧着ローラに気体を吹き付ける冷却装置を備える。これにより、圧着ローラを冷却しながら、第１不織布と第２不織布とを圧着することができるため、特に第３繊維の変形が抑制される。よって、得られる積層体の圧力損失の増大が抑制される。
【００１５】
積層体は、第１不織布と、第２不織布と、第１不織布と第２不織布との間に介在する第３繊維とを含み、第１不織布および／または第３繊維と第２不織布とは、接着剤により接着されている。積層体を濾材として用いる場合、第３繊維は、例えば集塵性能を発揮する。第３繊維は、第１不織布上で紡糸され、溶媒を含んだ状態で堆積されるため、変形し易い。特に、第３繊維の平均繊維径が３μｍ以下である場合、より変形し易い。第３繊維が変形して、第１不織布および／または第２不織布の空隙に入り込むと、積層体の通気性が低下する。そのため、積層体の圧力損失が大きくなる。
【００１６】
接着剤を溶融するために行われる加熱工程では、接着剤とともに、第３繊維および第１不織布が加熱される。加熱された第３繊維は、続いて行われる圧着ローラによる圧着によってさらに変形し易くなる。加熱装置の特性上、第１不織布の加熱装置の中央に対向する部分(中央部)に堆積する第３繊維は、特に加熱され易い。そのため、上記中央部に堆積する第３繊維は、それ以外の部分に堆積する第３繊維よりもさらに変形し易い傾向にある。
【００１７】
この傾向は、生産ロット数が増えるとともに顕著になる。生産ロットの増加に伴い、第１不織布の特に中央部の熱が、圧着ローラの当該中央部に接触する部分（中央接触部分）に伝達されて、徐々に蓄熱されていくためである。例えば、圧着ローラの中央接触部分の温度は、それ以外の部分よりも３０℃程度高くなる場合がある。つまり、第３繊維の加熱による変形を抑制するには、圧着ローラの温度を制御することが重要である。
【００１８】
本発明では、圧着ローラを冷却することによって、第３繊維の変形を抑制し、得られる積層体の圧力損失が増大することを抑制する。これにより、生産ロットが増加しても、得られる積層体の品質を一定にすることができる。
【００１９】
また、第１不織布と第２不織布との積層体は、搬送方向に引っ張られながら、一対の圧着ローラの間を通過する。圧着ローラの温度が上昇して、第１不織布および／または第２不織布が加熱された状態で引っ張られると、第１不織布および／または第２不織布の空隙の形状が変化する場合がある。さらに、第２不織布が帯電されている場合には、第２不織布が加熱されることにより、その帯電性が低下する場合もある。その結果、積層体を濾材として用いる場合、所望の集塵性能が得られなくなる。ときには、圧着ローラの熱によって、積層体が損傷することもある。圧着ローラを冷却することによって、圧着ローラの温度上昇に起因する、上記のような不具合も抑制される。
【００２０】
以下、本発明に係る製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態において、積層体は以下のようにして製造される。
第１不織布等を準備した（準備工程）後、第１不織布を搬送ラインに供給し、下流に向けて搬送する（搬送工程）。続いて、搬送中の第１不織布上に、第３繊維を堆積する（堆積工程）。次いで、第１不織布の第３繊維が堆積する主面に接着剤を付与し（接着剤付与工程）、加熱して接着剤を溶融させた後（加熱工程）、第２不織布を積層（積層工程）する。これにより、第１不織布、接着剤、第３繊維および第２不織布を含む積層体が製造される。最後に、製造された積層体を回収し（回収工程）、一連の工程が終了する。
【００２１】
上記一連の工程は、第１不織布が搬送ラインの上流に供給された後、搬送される第１不織布に対し、連続して行われる。そのため、搬送ラインは、複数の搬送ローラを備える。各搬送ローラは、第１不織布の第３繊維を堆積させる主面とは反対側の主面（下面）側から第１不織布と接触し、支持する。以下、図４を参照しながら、各工程を詳細に説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る製造装置を説明する概略図である。
【００２２】
（１）準備工程
準備工程では、第１不織布１、第２不織布２、および、第３繊維３の原料となる原料樹脂と原料樹脂を溶解させる溶媒を含む原料液を準備する。
【００２３】
第１不織布は、積層体の支持体（基材）である。第１不織布は、例えば、スパンボンド法、乾式法（例えば、エアレイド法）、湿式法、メルトブロー法、ニードルパンチ法等により製造される。なかでも、基材として適する不織布が形成され易い点で、第１不織布は、湿式法により製造された不織布であることが好ましい。
【００２４】
第１不織布を構成する第１繊維の材質は特に限定されず、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート）、ポリアミド（ＰＡ）、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、基材として適する点で、第１繊維の材質はＰＥＴまたはセルロースが好ましい。第１繊維の平均繊維径Ｄ１は特に限定されず、例えば、１μｍ以上、４０μｍ以下であっても良く、５μｍ以上、２０μｍ以下であっても良い。
【００２５】
平均繊維径Ｄ１とは、第１繊維の直径の平均値である。第１繊維の直径とは、第１繊維の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、第１不織布を一方の主面の法線方向から見たときの、第１繊維の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、第１繊維の直径と見なしても良い。平均繊維径Ｄ１は、例えば、第１不織布に含まれる任意の１０本の第１繊維の任意の箇所の直径の平均値である。後述する平均繊維径Ｄ２およびＤ３についても同じである。
【００２６】
第１不織布の厚みＴ１は、圧力損失の観点から、５０μｍ以上、５００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であることがより好ましい。不織布の厚みＴとは、例えば、不織布の任意の１０箇所の厚みの平均値である（以下、同じ）。厚みとは、不織布の２つの主面の間の距離である。不織布の厚みは、不織布の断面を写真に取り、不織布の一方の主面上にある任意の１地点から他方の主面まで、一方の表面に対して垂直な線を引いたとき、この線上にある繊維のうち、最も離れた位置にある２本の繊維の外側（外法）の距離として求められる。他の任意の複数地点（例えば、９地点）についても同様にして不織布の厚みを算出し、これらを平均化した数値を、不織布の厚みとする。上記厚みの算出に際しては、二値化処理された画像を用いても良い。
【００２７】
第１不織布の単位面積当たりの質量は特に限定されず、例えば、１０ｇ／ｍ2以上、８０ｇ／ｍ2以下であっても良く、３５ｇ／ｍ2以上、６０ｇ／ｍ2以下であっても良い。
【００２８】
第１不織布の圧力損失は特に限定されない。なかでも、第１不織布の初期の圧力損失は、ＪＩＳＢ９９０８形式１の規格に準拠した測定機を用いて測定した場合、１Ｐａ以上、１０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第１不織布の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体全体の圧力損失も抑制される。
【００２９】
第２不織布は、第３繊維を保護する保護層として機能する。第２不織布は、例えば、上記方法により製造される。なかでも、積層体を濾材として使用する場合、繊維径の細い不織布が形成され易い点で、第２不織布は、メルトブロー法により製造された不織布であることが好ましい。さらに、集塵効果が期待できる点で、第２不織布は、帯電処理等によって帯電（永久帯電）されていることが好ましい。永久帯電とは、外部電界が存在しない状態において半永久的に電気分極を保持し、周囲に対して電界を形成している状態である。
【００３０】
第２不織布を構成する第２繊維の材質は特に限定されず、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ等のポリエステル、ＰＡ、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、帯電され易い点で、ＰＰが好ましい。第２繊維の平均繊維径Ｄ２も特に限定されない。平均繊維径Ｄ２は、例えば、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であっても良く、５μｍ以上、２０μｍ以下であっても良い。
【００３１】
第２不織布の厚みＴ２は、圧力損失の観点から、１００μｍ以上、５００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であることがより好ましい。第２不織布の単位面積当たりの質量は特に限定されず、１０ｇ／ｍ2以上、５０ｇ／ｍ2以下であっても良く、１０ｇ／ｍ2以上、３０ｇ／ｍ2以下であっても良い。
【００３２】
第２不織布の圧力損失も、特に限定されない。なかでも、第２不織布の初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、１０Ｐａ以上、５０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第２不織布の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体全体の圧力損失も抑制される。
【００３３】
原料液は、原料樹脂および溶媒を含む。原料樹脂は、第３繊維の原料であり、溶媒は、原料樹脂を溶解させる（以下、第１溶媒と称する）。原料液から、原料樹脂および第１溶媒を含む第３繊維が形成される。溶媒を含む第３繊維は、熱や圧力等の外的負荷によって変形され易い。原料液における原料樹脂と第１溶媒との混合比率は、選定される原料樹脂の種類および第１溶媒の種類により異なる。原料液における第１溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９５質量％である。原料液には、原料樹脂を溶解させる第１溶媒以外の溶媒や各種添加剤等が含まれていても良い。
【００３４】
原料樹脂の種類は特に限定されず、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）等のポリマーが挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いても良い。なかでも、電界紡糸法に適している点で、ＰＥＳが好ましい。また、第３繊維の平均繊維径Ｄ３を細くし易い点で、ＰＶＤＦが好ましい。
【００３５】
第１溶媒は、原料樹脂を溶解できるものであれば特に限定されない。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホオキシド、ピリジン、水等を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。なかでも、第３繊維を電界紡糸法により生成させる場合、電界紡糸法に適している点およびＰＥＳを溶解し易い点で、ＤＭＡｃが好ましい。
【００３６】
（２）搬送工程
搬送工程では、第１不織布１を、搬送ライン２０７を構成する最初の搬送ローラ１１に供給し、下流に向けて搬送する。搬送ライン２０７は、複数の搬送ローラ（１１、３１、４１、５１等）を備える。各搬送ローラの長さは、例えば、第１不織布の搬送方向に垂直な幅より大きい。搬送ローラの数は特に限定されず、例えば、各工程に１または２以上配置される。
【００３７】
（３）堆積工程
堆積工程では、例えば電界紡糸法により、第１不織布１の一方の主面に第３繊維３を堆積させる。電界紡糸法において、第１不織布１は、噴射される原料液のターゲットであり、生成する第３繊維３を収集するコレクタとして機能する。
【００３８】
第３繊維の平均繊維径Ｄ３は特に限定されず、用途等に応じて適宜設定すれば良い。なかでも、積層体を濾材として使用する場合、平均繊維径Ｄ３は、平均繊維径Ｄ１およびＤ２よりも小さいことが好ましい。具体的には、平均繊維径Ｄ３は３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましく、５００ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径Ｄ３は５０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましい。圧力損失が抑制されるとともに、積層体を濾材として使用する場合に集塵効率が高くなり易いためである。また、平均繊維径Ｄ３は、平均繊維径Ｄ１およびＤ２よりも小さいことが好ましい。
【００３９】
第３繊維は、平均繊維径の異なる複数種の繊維を含んでいても良い。第３繊維は、例えば、平均繊維径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ未満の細い第３繊維と、平均繊維径が３００ｎｍ以上３μｍ以下の太い第３繊維とを含んでいても良い。太い第２繊維と細い第２繊維とは、混在していても良いが、積層体を濾材として使用する場合の集塵効率の観点から、細い第３繊維を第１シートと対向する側に偏在させ、太い第３繊維を第２シートと対向する側に偏在させることが好ましい。
【００４０】
第３繊維の堆積量は、特に限定されない。なかでも、積層体を濾材として使用する場合、第３繊維の堆積量は、圧力損失と集塵効率とのバランスの観点から、０．１ｇ／ｍ2以上、１．５ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、０．２ｇ／ｍ2以上、０．５ｇ／ｍ2以下であることがより好ましく、０．２ｇ／ｍ2以上、０．８ｇ／ｍ2以下であることが特に好ましい。
【００４１】
電界紡糸工程において、第１不織布はベルトコンベア２１により搬送されても良い。第１不織布が平坦状に支持され易くなるとともに、ベルトコンベアのベルトが第３繊維を収集するコレクタ部として機能できるためである。ベルトコンベア２１は、長手方向の両端部が結合された無端状のベルト２１ｂと、一対のローラ２１ａとを備える。ベルト２１ｂは、ローラ２１ａの回転駆動に伴い、回転する。
【００４２】
ベルトの材質は特に限定されず、加工条件等に応じて適宜選択すれば良い。ベルトの材質としては、例えば、繊維構造体、ゴム、樹脂、スチール等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、例えば、繊維構造体をゴムで挟み込んだ布層コンベアベルトのように複数種を組み合わせて用いてもよい。ベルトの搬送方向に垂直な幅は特に限定されず、第１シートの搬送方向に垂直な幅より大きくなるよう、適宜設定すれば良い。ベルトの厚みも特に限定されず、ベルトの材質、加えられるテンションの大きさ等に応じて、適宜設定すれば良い。
【００４３】
（４）接着剤付与工程
次に、第１不織布１の第３繊維３が堆積された主面に接着剤４を付与する。
接着剤は、第２不織布と、第１不織布および／または第３繊維とを接着するために、第１不織布に付与される。接着剤の付与方法は特に限定されず、コーティング法、スプレー法、自由落下等が例示できる。なかでも、第３繊維の損傷が抑制される点で、スプレー法または自由落下により、溶融された接着剤あるいは粉末状の接着剤を第１不織布に付与することが好ましい。
【００４４】
接着剤の付与量は特に限定されないが、例えば、０．５ｇ／ｍ2以上、５ｇ／ｍ2以下である。接着剤の種類は特に限定されず、例えば、ＰＵ、ＰＥＴ等のポリエステル、ＰＡ、ポリオレフィン（例えば、ＰＰ、ＰＥ）等を主成分とするホットメルト接着剤や、熱硬化性樹脂を含む粉末状の接着剤等が挙げられる。
【００４５】
（５）加熱工程
接着剤４が第１不織布１に付与された後、第２不織布２を積層する前に、例えば電磁波４２ａを照射する加熱装置４２を用いて、接着剤４を溶融させる。加熱温度は、溶媒の沸点および接着剤の融点に応じて適宜設定すれば良い。加熱温度は、第１不織布の表面が、例えば１００〜２００℃、好ましくは１２０〜１７０℃になるように、調整される。
【００４６】
（６）積層工程および冷却工程
接着剤４を溶融させた後、第２不織布２を第１不織布１に積層する。第２不織布２を積層した後、得られた積層体１０を一対の圧着ローラ５４（第１ローラ５４ａおよび第２ローラ５４ｂ）の間を通過させ、第１不織布１と第２不織布２とをさらに密着させる。このとき、圧着ローラを冷却する（冷却工程）。
【００４７】
圧着ローラの冷却は、気体を吹き付けることによって行われる。例えば、積層工程が行われる空間の大気を、ファン等によって圧着ローラに吹き付けても良いし、冷却効果のある気体（例えば、圧縮された大気や窒素等）をノズルやパイプに形成された吹き出し口から噴射して圧着ローラに吹き付けてもよい。吹き付けられる気体の圧力は特に限定されず、圧着ローラの温度や第１不織布と第２不織布との接着状態等を考慮して、適宜設定すれば良い。
【００４８】
図１および図４に示すように、圧着ローラが、積層体１０の上方に配置された第１ローラ５４ａと、積層体１０の下方に、第１ローラ５４ａに対向するように配置された第２ローラ５４ｂと、を備える場合、気体ｇは、第１ローラ５４ａに吹き付けられることが好ましい。第３繊維および第１不織布の熱は、より上方にある第１ローラに伝達され易い。そのため、第２ローラよりも高温になり易い第１ローラを冷却することにより、第３繊維の変形を抑制する効果がさらに高まる。図１は、積層工程および冷却工程を説明する模式図である。図１では、搬送方向と垂直な方向に沿うように配置された長尺のパイプ９１に、複数の吹き出し口（図示せず）が形成されており、気体ｇはこの吹き出し口から噴射される。
【００４９】
第２不織布２が、搬送方向Ｄに対して、第１ローラ５４ａのより下流から第１不織布１に向けて供給される場合（すなわち、第２不織布２が、搬送ライン２０７の圧着ローラ５４よりも下流側に配置された第２供給リール５２から供給される場合。図４参照）、気体ｇは、搬送方向Ｄの下流側（図４における、搬送ライン２０７の圧着ローラ５４よりも下流側）から、第１ローラ５４ａに吹き付けられることが好ましい。この場合、図１に示すように、第２不織布は、第１ローラ５４ａを折り返し点として、上流側に閉じた略Ｖ字形状に屈曲される。言い換えれば、第１ローラ５４ａは、第２不織布２で囲まれ、あるいは、挟み込まれた状態になる。この状態で、第１ローラ５４ａの下流側から気体ｇを吹き付けると、気体ｇは、第２不織布の屈曲部分に留まり易くなるため、第１ローラ５４ａがより効率的に冷却される。さらに、この場合、第２不織布は、ある程度のテンションがかけられた状態で、第１不織布に積層されることになる。そのため、シワの発生を防止しながら、第２不織布を第１不織布に積層することができる。
【００５０】
図２に示されるＶ字の角度θ（すなわち、供給される第２不織布と、積層体を形成する第２不織布とが成す角度）は特に限定されない。なかでも、冷却効果と、第２不織布にかかるテンションとを考慮すると、角度θは、５〜４５°であることが好ましく、１０〜４０°であることがより好ましい。図２は、角度θを説明する模式図である。
【００５１】
図３に示すように、第１不織布１が、搬送方向Ｄに沿う端部１Ｔと、端部１Ｔ以外の中央部１Ｃと、を備えており、圧着ローラ５４（図３では、第１ローラ５４ａのみ図示）が、端部１Ｔおよび中央部１Ｃに対向するように配置されている場合、気体ｇは、第１ローラ５４ａの中央部１Ｃに対向する部分５４Ｃに向けて吹き付けられることが好ましい。上記のとおり、第１不織布の中央部１Ｃは特に高温になり易いため、圧着ローラの上記中央部に対向する部分５４Ｃも特に温度が高くなり易い。よって、第１ローラ５４ａの部分５４Ｃに気体ｇを吹き付けることにより、第３繊維の変形がさらに抑制され易くなる。気体ｇを部分５４Ｃに吹き付けるには、例えば、パイプ９１に形成された吹き出し口の少なくとも一部が部分５４Ｃに対向するように、パイプ９１を設置すれば良い。図３は、第１不織布、圧着ローラ（第１ローラ５４ａ）および冷却装置（パイプ９１）の位置関係を示す上面図である。また、図３では、便宜上、部分５４Ｃにハッチングを入れて示している。
【００５２】
ここで、第１不織布の中央部１Ｃは、搬送方向Ｄと垂直な第１不織布の幅の中心を含み、第１不織布の面積の１／３以上、２／３以下を占める帯状の領域である。端部１Ｔは、第１不織布の中央部１Ｃ以外の領域である。
【００５３】
（７）回収工程
最後に、製造された積層体１０を、回収装置に回収する。回収装置は、例えば回収リール６２を備えており、積層体１０は回収リール６２に捲回される。
【００５４】
［製造装置］
上記積層体は、図４に示されるような製造装置２００により製造される。
製造装置２００は、第１不織布を、搬送ライン２０７の上流に供給する第１供給部２０１と、第３繊維を第１不織布の一方の主面に堆積させる堆積部２０２と、第２不織布を第１不織布に向けて供給する第２供給部２０８と、堆積部２０２の下流に配置されており、第１不織布の主面に接着剤を付与する接着剤付与部２０３と、接着剤付与部２０３の下流に配置されており、接着剤を溶融させる加熱部２０４と、加熱部２０４の下流に配置されており、第１不織布に、第２不織布供給部から供給される第２不織布を積層させる積層部２０５と、第１不織布と第２不織布との積層体を回収する回収部２０６と、を具備し、積層部２０６は、圧着ローラに気体を吹き付ける冷却装置９０を備える。
【００５５】
［第１供給部］
第１供給部２０１は、製造装置２００の最上流に配置されている。第１供給部２０１は、モータ１３により第１供給リール１２を回転させて、第１供給リール１２に捲回された第１不織布１を、搬送ライン２０７の最上流に位置する搬送ローラ１１に供給する。第１不織布１は、搬送ライン２０７によって、第１供給部２０１から回収部２０６に向かって搬送される。
【００５６】
［堆積部］
堆積部２０２は、例えば、電界紡糸機構を具備する電界紡糸ユニット（図示せず）を備える。堆積部２０２では、電界紡糸法によって、第１不織布上に第３繊維が堆積される。電界紡糸機構は、装置内の上方に設置された第３繊維３の原料液を放出するための放出体２３と、放出された原料液をプラスに帯電させる帯電手段（後述参照）と、放出体２３と対向するように配置された第１不織布１を上流側から下流側に搬送するベルトコンベア２１と、を備えている。ベルトコンベア２１は、第１不織布１とともに第３繊維３を収集するコレクタ部として機能する。なお、電界紡糸ユニットの台数は、特に限定されるものではなく、１台でも２台以上でもよい。
【００５７】
電界紡糸ユニットおよび／または放出体２３が複数ある場合、電界紡糸ユニットごと、あるいは、放出体２３ごとに、形成される第３繊維３の平均繊維径を変化させても良い。第３繊維３の平均繊維径は、後述する原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液の濃度、放出体２３と第１不織布１との距離、温度、湿度などを調整することにより、変化させることができる。また、第３繊維３の堆積量は、原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液の濃度、第１不織布１の搬送速度などを調整することにより、制御される。
【００５８】
放出体２３の第１不織布１の主面と対向する側には、原料液の放出口（図示せず）が複数箇所設けられている。放出体２３の放出口と、第１不織布１との距離は、製造システムの規模や所望の繊維径にもよるが、例えば、１００〜６００ｍｍであればよい。放出体２３は、電界紡糸ユニットの上方に設置された、第１不織布１の搬送方向と平行な第１支持体２４から下方に延びる第２支持体２５により、自身の長手方向が第１不織布１の主面と平行になるように支持されている。第１支持体２４は、放出体２３を第１不織布１の搬送方向とは垂直な方向に揺動させるように、可動であっても良い。
【００５９】
帯電手段は、放出体２３に電圧を印加する電圧印加装置２６と、ベルトコンベア２１と平行に設置された対電極２７とで構成されている。対電極２７は接地（グランド）されている。これにより、放出体２３と対電極２７との間には、電圧印加装置２６により印加される電圧に応じた電位差（例えば２０〜２００ｋＶ）を設けることができる。なお、帯電手段の構成は、特に限定されない。例えば、対電極２７はマイナスに帯電されていても良い。また、対電極２７を設ける代わりに、ベルトコンベア２１のベルト２１ｂを導体から構成してもよい。
【００６０】
放出体２３は、導体で構成されており、長尺の形状を有し、その内部は中空になっている。中空部は原料液２２を収容する収容部となる。原料液２２は、放出体２３の中空部と連通するポンプ２８の圧力により、原料液タンク２９から放出体２３の中空に供給される。そして、原料液２２は、ポンプ２８の圧力により、放出口から第１不織布１の主面に向かって放出される。放出された原料液２２は、帯電した状態で放出体２３と第１不織布１との間の空間（生成空間）を移動中に静電爆発を起し、繊維状物（第３繊維３）を生成する。
【００６１】
［接着剤付与部］
接着剤付与部２０３では、第３繊維３が堆積された第１不織布１に、接着剤が付与される。接着剤付与部２０３は、例えば、接着剤付与部２０３の上方に設置された接着剤４を収容する接着剤タンク３２と、接着剤４を散布するための散布部材３３とを備える散布装置３４を具備する。散布部材３３からは、例えば、粒子状の接着剤が散布される。
【００６２】
［加熱部］
加熱部２０４は、加熱装置４２を備えており、接着剤付与部で第１シートに付与された接着剤を溶融させる。加熱装置は特に限定されず、公知のものを適宜選択すれば良い。第１不織布の加熱装置４２に対向する主面から加熱装置４２までの最短距離は、例えば、５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。
【００６３】
［第２供給部および積層部］
第２供給部２０８は、例えば第１シートの上方に設置される第２供給リール５２とこれを回転駆動させるモータ５３とを備える。第２供給リール５２には、第２シート２が捲回されている。第２シートは、第１シートの搬送スピードに合わせて第２供給リール５２から捲き出されながら、第１シートに積層される。
【００６４】
積層部２０５は、一対の圧着ローラ５４（第１ローラ５４ａおよび第２ローラ５４ｂ）を備えており、第１シート、第３繊維および第２シートを、一対の圧着ローラの間を通過させて圧着する。このとき、圧着ローラ（好ましくは第１ローラ）の下流側に、冷却装置９０を配置する。冷却装置９０から噴射される気体により、圧着ローラは冷却される。
【００６５】
冷却装置９０は、例えば、エアタンク９２と、エアタンク９２内部の気体を減圧し（例えば、ゲージ圧０．０１〜１ＭＰａ）、パイプ９１に供給するレギュレータ９３と、を備える。パイプ９１は、図示しない複数の吹き出し口を備えており、吹き出し口から圧縮された気体が噴射される。これにより、圧着ローラは冷却される。エアタンク９２は、積層装置外部のエア配管（図示せず）に接続されており、ここから気体が供給される。
【００６６】
第２ローラは、例えば、第２ローラの回転軸（図示せず）と連結する軸受け５５および軸受けの台座５６を経由して、積層部２０５の筺体５７に連結されることが好ましい。第２ローラに蓄積された熱を、筺体から積層装置の外部に放熱することができるためである。このとき、放熱性の観点から、軸受け、台座および筺体は、いずれも高い熱伝導率を有する材質（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等）を用いて構成されることが好ましい。放熱性がさらに高まる点で、筺体５７を、隣接する加熱部２０４および回収部２０６の筐体（図示せず）と熱的に連結させることがより好ましい。このように、第２ローラの熱を筺体を介して外部に放熱するとともに、第１ローラに気体を吹き付けて冷却することにより、圧着ローラは、さらに冷却され易くなる。
【００６７】
［回収部］
得られた積層体１０は、より下流側に配置されている回収部２０６に回収される。回収部２０６は回収リール６２を備えており、積層体１０は、モータ６３により回転駆動される回収リール６２に捲回される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の製造方法および製造装置により得られる積層体は、特に第３繊維の変形が抑制される。そのため、上記積層体は、空気清浄機の濾材、電池用の分離シート、妊娠検査シート等の体外検査シート、塵を拭き取る拭取シート等の他の用途に好ましく使用される。
【符号の説明】
【００６９】
１：第１不織布、２：第２不織布、３：第３繊維、４：接着剤、１０：積層体、１１、３１、４１、５１：搬送ローラ、１２：第１供給リール、１３：モータ、２１：ベルトコンベア、２２：原料液、２３：放出体、２４：第１支持体、２５：第２支持体、２６：電圧印加装置、２７：対電極、２８：ポンプ、２９：原料液タンク、３２：接着剤タンク、３３：散布部材、３４：散布装置、４２：加熱装置、４２ａ：電磁波、５２：第２供給リール、５３：モータ、５４：圧着ローラ、５４ａ：第１ローラ、５４ｂ：第２ローラ、５５：軸受け、５６：台座、５７：筺体、６２：回収リール、６３：モータ、９０：冷却装置、９１：パイプ、９２：エアタンク、９３：レギュレータ、２００：製造装置、２０１：第１供給部、２０２：堆積部、２０３：接着剤付与部、２０４：加熱部、２０５：積層部、２０６：回収部、２０７：搬送ライン、２０８：第２供給部
【図１】
0006432887.tif 000002
【図２】
0006432887.tif 000003
【図３】
0006432887.tif 000004
【図４】
0006432887.tif 000005