(57)【要約】      （修正有）【課題】表面積の大きな不織布を備える積層体を提供する。【解決手段】基材１を準備する準備工程と、第１繊維の第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、基材１上に堆積させて、第１不織布２Ａを形成する第１不織布形成工程と、前記第１不織布形成工程の後、第１不織布２Ａに、第１凹凸Ｃ２ａを形成する第１凹凸形成工程と、前記第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、前記第２溶媒を含む前記第２繊維を生成させるとともに、基材１上に第１不織布２Ａを介して堆積させて、第２不織布２Ｂを形成する第２不織布形成工程と、を具備する、積層体１０Ａの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を準備する準備工程と、
第１繊維の第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記基材上に堆積させて、第１不織布を形成する第１不織布形成工程と、
前記第１不織布形成工程の後、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成工程と、
前記第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、前記第２溶媒を含む前記第２繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、第２不織布を形成する第２不織布形成工程と、を具備する、積層体の製造方法。
【請求項２】
前記第１凹凸形成工程において、前記第１不織布が、複数の第１凸部を有する第１押圧部材により押圧される、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記第１押圧部材が、複数の前記第１凸部を有するローラである、請求項２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記第１凸部が、前記第１不織布との接触部にフッ素樹脂層を備える、請求項２または３に記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
前記第１繊維の平均繊維径Ｄ１と前記第２繊維の平均繊維径Ｄ２とが異なる、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】
前記第１原料樹脂と前記第２原料樹脂とが異なる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項７】
前記第１不織布形成工程が、電界紡糸法により行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
【請求項８】
基材を準備する準備工程と、
第１繊維の原料となる第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記基材上に堆積させて、第１不織布を形成する第１不織布形成工程と、
前記第１不織布形成工程の後、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成工程と、
前記第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、前記第２溶媒を含む前記第２繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、第２不織布を形成する第２不織布形成工程と、
前記第２不織布形成工程の後、前記第２不織布に第２凹凸を形成する第２凹凸形成工程と、
前記第２凹凸形成工程の後、第３繊維の原料となる第３原料樹脂および第３溶媒を含む第３原料液から、前記第３溶媒を含む前記第３繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布および前記第２不織布を介して堆積させて、第３不織布を形成する第３不織布形成工程と、を具備する、積層体の製造方法。
【請求項９】
前記第１不織布形成工程および第２不織布形成工程が、電界紡糸法により行われる、請求項８に記載の積層体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１凹凸形成工程において、前記第１不織布が、複数の第１凸部を有する第１押圧部材により押圧され、
前記第２凹凸形成工程において、前記第２不織布が、複数の第２凸部を有する第２押圧部材により押圧される、請求項８または９に記載の積層体の製造方法。
【請求項１１】
隣接する前記第２凸部間のピッチが、隣接する前記第１凸部間のピッチよりも大きい、請求項１０に記載の積層体の製造方法。
【請求項１２】
前記第２凸部の前記第２不織布への押し込み量が、前記第１凸部の前記第１不織布への押し込み量よりも小さい、請求項１０または１１に記載の積層体の製造方法。
【請求項１３】
前記第２凸部の高さが、前記第１凸部の高さよりも低い、請求項１２に記載の積層体の製造方法。
【請求項１４】
前記第２凸部の前記第２不織布への押し込み力が、前記第１凸部の前記第１不織布への押し込み力よりも小さい、請求項１２に記載の積層体の製造方法。
【請求項１５】
基材を上流から下流に搬送しながら、前記基材に第１不織布および第２不織布をこの順に形成する積層体の製造装置であって、
第１繊維の原料となる第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を基材上に堆積させて、前記第１不織布を形成する第１不織布形成部と、
前記第１不織布形成部の下流に配置され、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成部と、
前記第１凹凸形成部の下流に配置され、第２繊維の原料となる第２原料樹脂と第２溶媒とを含む第２原料液から、前記第２繊維を生成させるとともに、前記第２繊維を前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、前記第２不織布を形成する第２不織布形成部と、を具備する、積層体の製造装置。
【請求項１６】
基材と、
前記基材に対向し、第１繊維を含む第１不織布と、
前記第１不織布を介して前記基材に対向し、第２繊維を含む第２不織布と、を含み、
前記基材が、前記第１不織布に対向する主面に複数の凹凸を備え、
前記第１不織布が、前記基材の前記凹凸に沿う複数の第１凹凸を備え、
前記第１不織布と前記第２不織布との間に第１空間を有し、
前記第１空間における前記第１不織布と前記第２不織布との間の最大の距離が、前記第１不織布の厚みよりも大きく、かつ、前記第２不織布の厚みよりも大きい、積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の不織布を積層した積層体、その製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材に不織布が積層された積層体は、強度が高いため、様々な用途に用いられている。例えば、特許文献１は、基材である不織布と極細繊維を含む不織布とを備える積層体を、空気清浄機の濾材として使用することを提案している。このような積層体は、例えば、基材に、電界紡糸法により極細繊維を堆積させることにより得られる。
【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】
極細繊維を用いることにより、形成される不織布の表面積が大きくなる。例えば、積層体を濾材として用いる場合、不織布の表面積が大きくなることにより集塵効率が向上する。しかし、極細繊維を基材に過度に堆積させると、極細繊維同士が密着するため、逆に形成される不織布の表面積が小さくなる。その結果、集塵効率が低下したり、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、基材を準備する準備工程と、第１繊維の第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記基材上に堆積させて、第１不織布を形成する第１不織布形成工程と、前記第１不織布形成工程の後、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成工程と、前記第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、前記第２溶媒を含む前記第２繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、第２不織布を形成する第２不織布形成工程と、を具備する、積層体の製造方法に関する。
【０００６】
本発明の他の一局面は、基材を準備する準備工程と、第１繊維の原料となる第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記基材上に堆積させて、第１不織布を形成する第１不織布形成工程と、前記第１不織布形成工程の後、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成工程と、前記第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、前記第２溶媒を含む前記第２繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、第２不織布を形成する第２不織布形成工程と、前記第２不織布形成工程の後、前記第２不織布に第２凹凸を形成する第２凹凸形成工程と、前記第２凹凸形成工程の後、第３繊維の原料となる第３原料樹脂および第３溶媒を含む第３原料液から、前記第３溶媒を含む前記第３繊維を生成させるとともに、前記基材上に前記第１不織布および前記第２不織布を介して堆積させて、第３不織布を形成する第３不織布形成工程と、を具備する、積層体の製造方法に関する。
【０００７】
本発明のさらに他の一局面は、基材を上流から下流に搬送しながら、前記基材に第１不織布および第２不織布をこの順に形成する積層体の製造装置であって、第１繊維の原料となる第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、前記第１溶媒を含む前記第１繊維を生成させるとともに、前記第１繊維を基材上に堆積させて、前記第１不織布を形成する第１不織布形成部と、前記第１不織布形成部の下流に配置され、前記第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成部と、前記第１凹凸形成部の下流に配置され、第２繊維の原料となる第２原料樹脂と第２溶媒とを含む第２原料液から、前記第２繊維を生成させるとともに、前記第２繊維を前記基材上に前記第１不織布を介して堆積させて、前記第２不織布を形成する第２不織布形成部と、を具備する、積層体の製造装置に関する。
【０００８】
本発明のさらに他の一局面は、基材と、前記基材に対向し、第１繊維を含む第１不織布と、前記第１不織布を介して前記基材に対向し、第２繊維を含む第２不織布と、を含み、前記基材が、前記第１不織布に対向する主面に複数の凹凸を備え、前記第１不織布が、前記基材の前記凹凸に沿う複数の第１凹凸を備え、前記第１不織布と前記第２不織布との間に第１空間を有し、前記第１空間における前記第１不織布と前記第２不織布との間の最大の距離が、前記第１不織布の厚みよりも大きく、かつ、前記第２不織布の厚みよりも大きい、積層体に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る積層体は、表面積が大きい不織布を備える。そのため、不織布を積層させた利点が発揮され易くなる。例えば、積層体を濾材として使用する場合、圧力損失が小さくなるとともに、集塵効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る製造方法の各工程における基材および不織布を模式的に示す断面図である（（ａ）〜（ｃ））。
【図２】第１凹凸形成工程において、第１ローラによって第１凹凸が形成される積層体を示す側面図（ａ）、第１ローラの一部を拡大して示す側面図（ｂ）および第１対向ローラの一部を拡大して示す側面図である（ｃ）。
【図３】第１実施形態の製造方法により得られる積層体の一例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る積層体の製造装置を示す概略図である。
【図５】第２実施形態に係る製造方法の各工程における基材および不織布を模式的に示す断面図である（（ａ）〜（ｅ））。
【図６】第２凹凸形成工程において、ローラによって第２凹凸が形成される積層体を示す側面図（ａ）、第２ローラの一部を拡大して示す側面図（ｂ）および第２対向ローラの一部を拡大して示す側面図である（ｃ）。
【図７】第２実施形態の製造方法により得られる積層体の一例を示す断面図である。
【図８】第２実施形態に係る積層体の製造装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
基材に積層される不織布は、例えば、電界紡糸法により、繊維を基材上に堆積することにより形成される。電界紡糸法では、繊維の原料である樹脂（原料樹脂）を溶媒に溶解させた原料液に高電圧を印加し、電荷をもった原料液をノズルから噴射することにより、繊維が生成する。このとき、繊維は溶媒を含んだ状態で基材上に堆積し、基材を構成する基材繊維と密着する。繊維に含まれる溶媒が除去されると、繊維は収縮して、基材繊維との密着は部分的に解消される。基材と形成される不織布とは点接着する。
【００１２】
溶媒を含む繊維は変形し易い。つまり、溶媒が残存する状態で繊維に外圧を加えると、繊維は基材の表面に沿うように変形して、密着する。その後、溶媒を除去しても、繊維は基材の表面に沿った状態を維持することができる。本実施形態では、溶媒を含んだ状態で堆積される繊維のこのような挙動を利用して、積層される不織布の表面積を大きくする。
【００１３】
（第１実施形態）
［製造方法］
本実施形態に係る積層体の製造方法は、基材を準備する準備工程と、第１繊維の第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、第１溶媒を含む第１繊維を生成させるとともに、基材上に堆積させて、第１不織布を形成する第１不織布形成工程と、第１不織布形成工程の後、第１不織布に、第１凹凸を形成する第１凹凸形成工程と、第１凹凸形成工程の後、第２繊維の原料となる第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２原料液から、第２溶媒を含む第２繊維を生成させるとともに、基材上に第１不織布を介して堆積させて、第２不織布を形成する第２不織布形成工程と、を具備する。
【００１４】
以下、本実施形態に係る製造方法について、図１（ａ）〜（ｃ）および図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る製造方法の各工程における基材および不織布を模式的に示す断面図である。図２は、第１凹凸形成工程において、第１凹凸が第１ローラによって形成される積層体を示す側面図（ａ）と、第１ローラおよび第１対向ローラの一部をそれぞれ拡大して示す側面図である（（ｂ）および（ｃ））。なお、基材および第１不織布、第２不織布、後述する第３不織布等に関して、空気清浄機の濾材に適する形態を具体的に説明するが、積層体の用途は、濾材に限定されるものではない。
【００１５】
（１）準備工程
準備工程では、基材１を準備する。
（基材）
基材１は、例えば、製造される積層体１０Ａを支持する支持体である。基材１の形態および材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。基材１として、具体的には、繊維構造体（織物、編物、不織布等）の多孔質基材が例示できる。なかでも、積層体１０Ａを濾材として使用する場合、圧力損失の観点から、基材１は不織布であることが好ましい。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１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。
【００１６】
基材１が不織布である場合、基材１を構成する基材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１として適する点で、基材繊維の材質はＰＥＴまたはセルロースが好ましい。特に、基材１は、ＰＥＴまたはセルロースを８０質量％以上の割合で含むことが好ましい。基材繊維の平均繊維径Ｄ１は特に限定されず、例えば、１μｍ以上、４０μｍ以下であってもよく、５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよい。
【００１７】
平均繊維径Ｄ１とは、基材繊維の直径の平均値である。基材繊維の直径とは、基材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、基材１を一方の主面の法線方向から見たときの、基材繊維の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、基材繊維の直径と見なしてもよい。平均繊維径Ｄ１は、例えば、基材１に含まれる任意の１０本の基材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〜Ｄ４についても同じである。
【００１８】
基材１の厚みＴ１は、特に限定されず、例えば、５０μｍ以上、５００μｍ以下であっても良く、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。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。厚みとは、不織布の２つの主面の間の距離である。基材１が不織布である場合、その厚みは、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よい。後述する厚みＴ２〜Ｔ４についても同じである。
【００１９】
基材１の単位面積当たりの質量も特に限定されず、例えば、１０ｇ／ｍ２以上、８０ｇ／ｍ２以下であっても良く、３５ｇ／ｍ２以上、６０ｇ／ｍ２以下であってもよい。基材１の圧力損失は特に限定されない。なかでも、基材１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。基材１の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体１０Ａ全体の圧力損失も抑制される。
【００２０】
（２）第１不織布形成工程（図１（ａ））
本工程では、第１原料液から第１繊維が生成される。第１繊維は、後述する第１凹凸形成工程において第１不織布２Ａに第１凹凸が形成され易い点で、電界紡糸法により生成されることが好ましい。生成された第１繊維は、第１溶媒を含んだ状態で基材１上に堆積し、第１不織布２Ａを形成する。本工程において、基材１は、噴射される第１原料液のターゲットであり、生成する第１繊維を収集するコレクタとして機能する。
【００２１】
表面積が大きくなる点で、第１繊維の平均繊維径Ｄ２は小さいほど好ましく、例えば、基材繊維の平均繊維径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。平均繊維径Ｄ２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、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径Ｄ２は３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。平均繊維径Ｄ２がこの範囲であれば、圧力損失が抑制されるとともに集塵効率が高くなり易い。
【００２２】
第１不織布２Ａの厚みＴ２は、圧力損失の観点から、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましい。第１不織布２Ａの初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、５Ｐａ以上、４０Ｐａ以下程度であることが好ましい。
【００２３】
第１不織布２Ａの単位面積当たりの質量は、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。
【００２４】
（第１原料液）
第１原料液は、第１原料樹脂および第１溶媒を含む。第１原料樹脂は第１繊維の原料である。第１溶媒は、第１原料樹脂を溶解させる。第１原料液から、第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１繊維が形成される。第１原料液における第１原料樹脂と第１溶媒との混合比率は、選定される第１原料樹脂の種類および第１溶媒の種類により異なる。第１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。第１原料液には、第１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よい。
【００２５】
第１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よい。第１原料樹脂が２種以上のポリマーを含む場合、ポリマーの１つは、主成分として、第１原料樹脂の８０質量％以上を占めることが好ましい。基材１上での第１繊維の挙動（基材１との密着性や、基材１からの浮き）が一様になり易いためである。第２原料樹脂および後述する第３原料樹脂が、２種以上のポリマーを含む場合も同様である。なかでも、電界紡糸法に適している点では、第１原料樹脂の主成分はＰＥＳが好ましい。また、第１繊維の平均繊維径Ｄ２が細くなり易い点では、第１原料樹脂の主成分はＰＶＤＦが好ましい。
【００２６】
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、電界紡糸法に適している点、さらにはＰＥＳおよびＰＶＤＦを溶解し易い点で、ＤＭＡｃが好ましい。
【００２７】
（３）第１凹凸形成工程（図１（ｂ））
本工程では、基材１上に形成された第１不織布２Ａに、第１凹凸Ｃ２ａを形成する。第１凹凸Ｃ２ａは、第１不織布２Ａに形成される凸部および凹部である。第１凹凸Ｃ２ａは、第１不織布２Ａを、例えば、基材１とともに第１不織布２Ａ側から部分的に押圧することにより形成される。第１凹凸形成工程において、第１繊維には第１溶媒が残存している。そのため、第１繊維は容易に変形して、基材１とともに凹凸を形成する。その結果、第１不織布２Ａには、基材１の凹凸に追随した凹凸が形成される。このとき、第１繊維の少なくとも一部は、基材に形成された凹部および凸部にある基材繊維に接触する。
【００２８】
基材１は比較的、剛直であり、弾性が小さい。そのため、基材１は、部分的な押圧により塑性変形し易く、基材１に形成された凹凸は、各工程が終了した後もその形状を維持する。第１繊維は、基材繊維に接触した状態で乾燥される。よって、乾燥後の第１不織布２Ａには、基材１の凹凸に沿った第１凹凸Ｃ２ａが形成される。ここで、第１凹凸Ｃ２ａが基材１の凹凸に沿っているとは、第１凹凸Ｃ２ａと基材１の凹凸とが一致していることに限定されず、第１凹凸Ｃ２ａが基材１の凹凸に倣って形成されていることを含む。すなわち、第１不織布２Ａに形成される第１凹凸Ｃ２ａの高低差は、基材１の凹凸と同じであってもよいし、小さくてもよい。
【００２９】
第１不織布２Ａの部分的な押圧は、例えば、複数の第１凸部を有する第１押圧部材によって行われる。第１押圧部材は、図２（ａ）および（ｂ）に示すような、周面に複数の第１凸部３１１Ａを有する第１ローラ３１Ａであることが好ましい。これにより、シンプルな構成で、基材１の全面に凹凸が形成されるとともに、第１不織布２Ａの全面に、第１凸部３１１Ａに対応する凹部を含む第１凹凸Ｃ２ａを形成することができる。
【００３０】
この場合、第１凸部３１１Ａは、第１不織布２Ａとの接触部に、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等のフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層を備えることが好ましい。押圧の際、第１繊維が第１凸部３１１Ａに接着することを抑制するためである。また、第１不織布形成工程において、第１繊維が第１凸部３１１Ａにも堆積する場合がある。第１凸部３１１Ａがフッ素樹脂層を備えることにより、第１凸部３１１Ａに堆積した第１繊維は、本工程において基材１に転写され易くなる。よって、第１凸部３１１Ａの高さが維持されて、所望の凹凸を第１不織布２Ａに形成することができる。
【００３１】
第１凸部３１１Ａの形状や分布状態は、特に制限されない。例えば、第１凸部３１１Ａが複数のポイント状の凸部であって、これらが規則的にあるいは不規則に並んでいてもよい。また、第１凸部３１１Ａが複数の線状または帯状の凸部であって、これらが等間隔に、ストライプ状やジグザグ状で並んでいてもよい。ポイント状の凸部は、例えば、角柱状であってもよく、円柱状や楕円柱状であってもよい。また、凸部は、格子状や網目状に形成されていてもよい。
【００３２】
第１不織布２Ａの表面積が大きくなる点で、隣接する第１凸部３１１Ａ間のピッチＰｐ１は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．２〜２ｍｍであることがより好ましい。また、基材１に凹凸が形成され易くなる点で、ピッチＰｐ１は基材繊維の平均繊維径Ｄ１の１０〜５００倍であることが好ましく、５０〜２００倍であることがより好ましい。ピッチＰｐ１は、隣接する第１凸部３１１Ａの中心間の距離である。ポイント状の第１凸部３１１Ａの中心は、第１凸部３１１Ａを上方から見てその外縁を定めたときの、外縁で囲まれる図形の中心である。第１凸部３１１Ａが帯状である場合、その中心は、第１凸部３１１Ａを囲む最小の幅を有する矩形の長手方向に沿った中心線であり、ピッチＰｐ１は中心線間の最短距離である。上方とは、例えば、ローラの周面の法線方向である。
【００３３】
後述するように、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間に形成される空間（第１空間Ｓ１）が広くなり易い点で、第１凸部３１１Ａの高さＨｐ１は、２０〜２００μｍであることが好ましく、４０〜１００μｍであることがより好ましい。高さＨｐ１は、第１凸部３１１Ａの最も高い点に接触する面と、第１ローラ３１Ａの第１凸部３１１Ａ以外の部分との間の最短距離である。後述する第２凸部３２１Ａの高さＨｐ２も、同様にして求められる。
【００３４】
第１ローラ３１Ａに対向する第１対向ローラ３１Ｂは、図２（ａ）および（ｃ）に示すように、上記の第１凸部３１１Ａに対応する第１凹部３１１Ｂを有していてもよいし、平滑な表面を有するローラであってもよい。これにより、第１不織布２Ａに第１凹凸Ｃ２ａが形成され易くなる。第１凸部３１１Ａと第１凹部３１１Ｂとが対応するとは、第１ローラ３１Ａおよび第１対向ローラ３１Ｂを回転させたときに、第１凸部３１１Ａと第１凹部３１１Ｂとが係合することをいう。
【００３５】
隣接する第１凹部３１１Ｂ間のピッチＰｃ１は、第１凸部３１１Ａ間のピッチＰｐ１と同じであることが好ましい。ピッチＰｃ１は、隣接する第１凹部３１１Ｂの中心間の距離である。第１凹部３１１Ｂの中心は、第１凹部３１１Ｂを上方から見てその外縁を定めたときの、外縁で囲まれる図形の中心である。上方とは、例えば、第１凹部３１１Ｂの最も低い点に接触する面の法線方向である。後述する第２凹部３２１ＢのピッチＰｃ２も、同様にして求められる。
【００３６】
第１凹部３１１Ｂの深さＤｃ１は、第１凸部３１１Ａの高さＨｐ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。深さＤｃ１は、具体的には０．０２〜０．２ｍｍであることが好ましく、０．０４〜０．１ｍｍであることがより好ましい。深さＤｃ１は、第１凹部３１１Ｂの最も低い点に接触する面と、第１対向ローラ３１Ｂの第１凹部３１１Ｂ以外の部分との間の最短距離である。後述する第２凹部３２１Ｂの深さＤｃ２も、同様にして求められる。
【００３７】
第１ローラ３１Ａおよび第１対向ローラ３１Ｂの材質は、基材１および第１不織布２Ａの押圧に必要な硬度を有する限り特に制限されない。例えば、樹脂、金属、セラミックスなどの押圧部材として使用される公知の材質が挙げられる。第１対向ローラ３１Ｂが平滑な表面を有する場合、少なくとも第２主面１Ｙに接触する部分がゴム製であることが好ましい。
【００３８】
第１凹凸Ｃ２ａの形成は、基材１を加熱しながら行ってもよい。基材１の加熱は、押圧部材として第１ローラ３１Ａおよび第１対向ローラ３１Ｂを用いる場合、これらのうち少なくとも一方に、加熱可能なローラを用いて行うことができる。加熱下で第１凹凸Ｃ２ａの形成を行う場合、加熱温度は、基材１の表面が例えば４０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃になるように調整することが好ましい。この範囲であれば、第１繊維の変形や、第１繊維同士の密着等が抑制され易い。加熱可能なローラとしては、ヒータを内蔵するローラや接続したヒータから加熱可能なローラなどが例示される。
【００３９】
なお、図２では、基材１と第１不織布２Ａとの積層体を、第１不織布２Ａ側から第１凸部３１１Ａを有する第１ローラ３１Ａで押圧しているが、第１不織布２Ａに第１凹凸Ｃ２ａを形成する方法は、これに限定されない。例えば、上記積層体を、基材１側から第１ローラ３１Ａで押圧してもよい。このとき、対向ローラとして、上記したような第１凹部３１１Ｂを備えるローラを用いるか、あるいは、平滑な表面を備えるローラを用いることが好ましい。
【００４０】
（４）第２不織布形成工程（図１（ｃ））
本工程では、第２原料液から、例えば電界紡糸法により、第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２繊維が生成される。生成された第２繊維は、基材１上に第１不織布２Ａを介して堆積し、第２不織布２Ｂを形成する。このとき、基材１および第１不織布２Ａは、噴射される第２原料液のターゲットであり、生成する第２繊維を収集するコレクタとして機能する。
【００４１】
表面積が大きくなる点で、第２繊維の平均繊維径Ｄ３もまた小さいほど好ましく、例えば、基材繊維の平均繊維径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。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、３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、平均繊維径Ｄ３は３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。
【００４２】
平均繊維径Ｄ３は、第１繊維の平均繊維径Ｄ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。平均繊維径Ｄ３と平均繊維径Ｄ２との関係は、用途等に応じて、適宜決定すればよい。例えば、平均繊維径Ｄ３が平均繊維径Ｄ２よりも大きい場合、長期間の使用による集塵効率の低下が抑制される点で、第２不織布２Ｂを上流側に向けて、積層体１０Ａを濾材として用いることが好ましい。大きい集塵が第２不織布２Ｂによって捕獲され易くなって、第１不織布２Ａは、小さい集塵を効率的に捕獲できるためである。なお、平均繊維径Ｄ３は平均繊維径Ｄ２よりも小さくてもよい。
【００４３】
第２不織布２Ｂの厚みＴ３は、圧力損失の観点から、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましい。厚みＴ３は、第１不織布２Ａの厚みＴ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、平均繊維径Ｄ３が平均繊維径Ｄ２よりも大きい場合、厚みＴ３は厚みＴ２よりも大きくなり得る。
【００４４】
第２不織布２Ｂの初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、５Ｐａ以上、４０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第２不織布２Ｂの単位面積当たりの質量は、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。
【００４５】
（第２原料液）
第２原料液は、第２繊維の原料である第２原料樹脂および第２溶媒を含む。第２溶媒は、第２原料樹脂を溶解させる。第２原料液から、第２原料樹脂および第２溶媒を含む第２繊維が形成される。第２原料樹脂および第２溶媒としては、第１原料樹脂および第１溶媒と同じ化合物が例示できる。第１原料樹脂と第２原料樹脂とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１原料樹脂と第２原料樹脂とが異なる場合（すなわち、第１繊維と第２繊維との材質が異なる場合）、得られる積層体１０Ａに多様な機能を付与することができる。第１原料樹脂と第２原料樹脂とが異なるとは、主成分（第１原料樹脂および第２原料樹脂の８０質量％以上を占める化合物）が異なることをいう。
【００４６】
第１凹凸形成工程において、第１不織布２Ａの主面には第１凹凸Ｃ２ａが形成されている。第２不織布形成工程において、第２繊維は第２溶媒が残存した状態で第１不織布２Ａの主面に堆積される。そのため、堆積直後の第２繊維は、第１凹凸Ｃ２ａに倣うように撓んだ状態で存在している。しかし、第２繊維の乾燥が進行するに従って第２繊維は収縮し、形成される第２不織布２Ｂは、凹凸が小さくなる。そのため、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間には、第１空間Ｓ１が形成される。このとき、第２不織布２Ｂは、その一部が第１不織布２Ａの凸部に接着している。
【００４７】
第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間に第１空間Ｓ１が介在するため、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとを積層した場合にも圧力損失の増大が抑制される。つまり、積層体１０Ａの圧力損失の増大を抑制しながら、集塵効率を向上させる不織布の表面積を増大させることができる。さらに、第１空間Ｓ１内に入り込んだ粉塵等は、面方向に移動することができるため、第１不織布２Ａ（ひいていは第１繊維）の表面に均等に集塵され易くなる。つまり、第１不織布２Ａの全面が集塵に利用されるため、長期間にわたって高い集塵効率が発揮されるとともに、圧力損失の増大が抑制される。また、積層体１０Ａが外部から厚み方向に圧力が負荷される場合、第１空間Ｓ１がその圧力を吸収するため、第１繊維および第２繊維の変形が抑制される。そのため、圧力損失の増大はさらに抑制され易い。
【００４８】
［積層体］
上記の方法により得られる積層体１０Ａは、図３に示されるように、基材１と、基材１に対向する第１不織布２Ａと、第１不織布２Ａを介して基材１に対向する第２不織布２Ｂと、を含む。基材１は、第１不織布２Ａに対向する主面に複数の凹凸を備えており、第１不織布２Ａは、基材１の凹凸に沿う複数の第１凹凸Ｃ２ａを備える。第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間には、第１空間Ｓ１が形成されている。基材１は、図３に示すように、第１不織布２Ａとは反対側の主面にも複数の凹凸を備えていてもよい。図３は、本実施形態の製造方法により得られる積層体１０Ａの一例を示す断面図である。
【００４９】
このとき、第１空間Ｓ１における第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間の最大の距離ＤＳ１ｍａｘは、第１不織布２Ａの厚みＴ２および第２不織布２Ｂの厚みＴ３よりも大きいことが好ましい。第１空間Ｓ１内に入り込んだ粉塵等が面方向に移動し易くなるためである。距離ＤＳ１ｍａｘは、積層体１０Ａの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより求められる。距離ＤＳ１ｍａｘは、例えば、厚みＴ２の２〜１００倍であり、好ましくは４〜２０倍である。距離ＤＳ１ｍａｘは、例えば、厚みＴ３の２〜１００倍であり、好ましくは４〜２０倍である。
【００５０】
［製造装置］
上記のような積層体１０Ａを製造する製造装置２００Ａは、例えば、第１繊維の原料となる第１原料樹脂および第１溶媒を含む第１原料液から、第１溶媒を含む第１繊維を生成させるとともに、第１繊維を基材１上に堆積させて、第１不織布２Ａを形成する第１不織布形成部と、第１不織布形成部の下流に配置され、第１不織布２Ａに、第１凹凸Ｃ２ａを形成する第１凹凸形成部と、第１凹凸形成部の下流に配置され、第２繊維の原料となる第２原料樹脂と第２溶媒とを含む第２原料液から、第２繊維を生成させるとともに、第２繊維を基材１上に第１不織布２Ａを介して堆積させて、第２不織布２Ｂを形成する第２不織布形成部と、を備える。
【００５１】
以下、図４を参照しながら、積層体１０Ａを製造する装置２００Ａについて説明する。図４は、製造装置２００Ａの一例の構成を概略的に示す図であり、同じ機能を備える部材には、同じ符号を付している。製造装置２００Ａは、積層体１０Ａを製造するための製造ラインを構成しており、上流から下流に搬送される基材１に対して、順次、第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂが積層される。なお、以下では、基材１が長尺体である場合について説明するが、基材１の形態はこれに限定されない。
【００５２】
（基材供給部）
基材供給部２０１は、製造装置２００Ａの最上流に配置されており、基材１をロール状に捲回する第１供給リール１２と第１供給リール１２を回転させるモータ１３とを備える。モータ１３によって、第１供給リール１２が回転し、基材１は搬送ローラ１１に供給される。
【００５３】
（第１不織布形成部）
第１不織布形成部２０２Ａは、電界紡糸ユニット（図示せず）を備える。基材１は、搬送ローラ１１により第１不織布形成部２０２Ａに搬送される。電界紡糸ユニットが具備する電界紡糸機構は、電界紡糸ユニット内の上方に設置された第１原料液２２Ａを放出するための放出体２３と、放出された第１原料液２２Ａ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基材１を上流側から下流側に搬送する搬送コンベア２１と、を備えている。搬送コンベア２１は、基材１とともに第１繊維２ａ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。なお、搬送コンベア２１に替えて、ローラまたはベルトにより、基材１を上流側から下流側に搬送してもよい。
【００５４】
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１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２を変化させてもよい。第１繊維２ａの平均繊維径Ｄ２は、第１原料液２２Ａの吐出圧力、印加電圧、濃度、放出体２３と基材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１繊維２ａの堆積量（第１不織布２Ａの厚み）は、第１原料液２２Ａの吐出圧力、印加電圧、濃度、基材１の搬送速度などを調整することにより、制御される。
【００５５】
放出体２３の基材１の主面と対向する側には、第１原料液２２Ａ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、基材１との距離は、製造装置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、基材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、自身の長手方向が基材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を基材１の搬送方向とは垂直な方向に揺動させるように、可動であってもよい。
【００５６】
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、搬送コンベア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よい。また、対電極２７を設ける代わりに、搬送コンベア２１のベルト部分を導体から構成してもよい。
【００５７】
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。中空部は第１原料液２２Ａを収容する収容部となる。第１原料液２２Ａ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、第１原料液２２Ａは、ポンプ２８の圧力により、放出口から基材１の主面に向かって放出される。放出された第１原料液２２Ａは、帯電した状態で放出体２３と基材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１繊維２ａ）を生成する。生成した第１繊維２ａは、基材１に堆積し、第１不織布２Ａを形成する。
【００５８】
第１繊維２ａを形成する電界紡糸機構は、上記の構成に限定されない。所定の第１繊維２ａの生成空間において、第１原料液２２Ａから静電気力により第１繊維２ａを生成させ、生成した第１繊維２ａを基材１の主面に堆積させることができる機構であれば、特に限定なく用いることができる。例えば、放出体２３の長手方向に垂直な断面の形状は、上方から下方に向かって次第に小さくなる形状（Ｖ型ノズル）であってもよい。
【００５９】
（第１凹凸形成部）
第１凹凸形成部２０３Ａは、複数の第１凸部３１１Ａを有するローラ状の第１押圧部材（第１ローラ３１Ａ）を備える。第１凹凸形成部２０３Ａは、さらに、第１ローラ３１Ａに対向する対向ローラとして、第１凸部３１１Ａに対応する第１凹部３１１Ｂを有する第１対向ローラ３１Ｂを備える。第１凹凸形成部２０３Ａに搬送された基材１と第１不織布２Ａとの積層体は、第１ローラ３１Ａおよび第１対向ローラ３１Ｂにより押圧されて、第１不織布２Ａの主面に第１凹凸Ｃ２ａが形成される。このとき、基材１は加熱されてもよい。
【００６０】
（第２不織布形成部）
第２不織布形成部２０２Ｂは、第１不織布形成部２０２Ａと同様の構成を有する電界紡糸機構を備える。第２原料液２２Ｂの吐出圧力、印加電圧、濃度、放出体２３と基材１との距離、温度、湿度などを調整することにより、第１繊維２ａと異なる平均繊維径を有する第２繊維２ｂ、あるいは、第１繊維２ａと同じ平均繊維径を有する第２繊維２ｂを生成することができる。また、第２原料液２２Ｂの吐出圧力、印加電圧、濃度、基材１の搬送速度などを調整することにより、第１不織布２Ａと異なる厚みを有する第２不織布２Ｂ、あるいは、第１不織布２Ａと同じ厚みを有する第２不織布２Ｂを形成することができる。
【００６１】
（保護材供給部）
第２不織布２Ｂを保護するために、第２不織布２Ｂ側から、保護材３を積層してもよい。保護材供給部２０４は、搬送ローラ４１の上方に保護材３が捲回された第２供給リール４２を備えており、保護材３は、第２供給リール４２から第２不織布２Ｂに供給される。第２供給リール４２は、モータ４３によって回転駆動する。保護材３は、図示しない接着剤を介して第２不織布２Ｂに積層されてもよい。保護材３が積層されると、積層体１０Ａは、積層体１０Ａを挟んで配置された一対の加圧ローラ４４の間を経由して、回収部２０５に搬送される。
【００６２】
保護材３は、例えば、基材１に関して例示された方法により製造された不織布であってもよい。なかでも、積層体１０Ａを濾材として使用する場合、繊維径の小さな不織布が形成され易い点で、保護材３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、保護材３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。
【００６３】
保護材３を構成する保護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。保護繊維の平均繊維径も特に限定されず、例えば、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよく、５μｍ以上、２０μｍ以下であってもよい。
【００６４】
保護材３の厚みも特に限定されず、１００μｍ以上、５００μｍ以下であってもよく、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。保護材３の単位面積当たりの質量も特に限定されず、１０ｇ／ｍ２以上、５０ｇ／ｍ２以下であってもよく、１０ｇ／ｍ２以上、３０ｇ／ｍ２以下であってもよい。保護材３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。保護材３の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層体１０Ａ全体の圧力損失も抑制される。
【００６５】
接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とするホットメルト接着剤等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＵ、ＰＥＴ等のポリエステル、ウレタン変性共重合ポリエステル等の共重合ポリエステル、ＰＡ、ポリオレフィン（例えば、ＰＰ、ＰＥ）等が例示できる。ホットメルト接着剤は、例えば、加熱により溶融されながら、第２不織布２Ｂに付与される。接着剤の付与量は、接合強度および圧力損失の観点から、０．５ｇ／ｍ２以上、１５ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ２以上、１０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、２ｇ／ｍ２以上、６ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。
【００６６】
（回収部）
回収部２０５は、例えば、積層体１０Ａを捲き取る回収リール５２を内蔵している。回収リール５２はモータ５３により回転駆動される。積層体１０Ａは、ローラ５１を経由して、回収リール５２に捲き取られる。
【００６７】
（第２実施形態）
本実施形態では、さらに、第２不織布２Ｂの主面に凹凸を形成し、その後、その主面に第３繊維を堆積させる。このとき、第３繊維の堆積によって形成される第３不織布と第２不織布２Ｂとの間には、空間（第２空間Ｓ２）が形成される。つまり、この実施形態において、不織布が３層、積層されるため、表面積がさらに拡大する。一方、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２の存在により、得られる積層体１０Ｂの圧力損失の増大は抑制される。
【００６８】
以下、本実施形態に係る製造方法について、図５（ａ）〜（ｅ）および図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、詳細に説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る製造方法の各工程における基材および不織布を模式的に示す断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）〜（ｃ）に対応している。図６は、第２凹凸形成工程において、第２凹凸が第２ローラによって形成される積層体を示す側面図（ａ）と、第２ローラおよび第２対向ローラの一部をそれぞれ拡大して示す側面図である（（ｂ）および（ｃ））。
【００６９】
本実施形態に係る製造方法は、（４）第２不織布形成工程の後、第２不織布２Ｂに第２凹凸Ｃ２ｂを形成する第２凹凸形成工程（図５（ｄ））と、第２凹凸形成工程の後、第３繊維の原料となる原料樹脂を含む第３原料液から第３繊維を生成させるとともに、基材１上に第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂを介して堆積させて、第３不織布２Ｃを形成する第３不織布形成工程（図５（ｅ））と、を具備すること以外、第１実施形態の製造方法と同様である。
【００７０】
［製造方法］
（５）第２凹凸形成工程
本工程では、第２不織布２Ｂに第２凹凸Ｃ２ｂを形成する。第２凹凸Ｃ２ｂは、第２不織布２Ｂを、第１不織布２Ａに対向する面とは反対側から部分的に押圧することにより形成される。第２凹凸Ｃ２ｂは、第２不織布２Ｂに形成される凸部および凹部である。
【００７１】
このとき、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間の第１空間Ｓ１を維持するように、第２不織布２Ｂを、複数の第２凸部を有する第２押圧部材により部分的に押圧する。すなわち、第２不織布２Ｂの一部のみが第１不織布２Ａに密着するように、第２不織布２Ｂを押圧する。具体的には、第１凸部３１１Ａ間のピッチＰｐ１よりも大きなピッチで配置された第２凸部３２１Ａを備える第２押圧部材（第２ローラ３２Ａ）を用いて、第２不織布２Ｂを押圧する。あるいは、第２凸部３２１Ａの第２不織布２Ｂへの押し込み量を、第１凸部３１１Ａの第１不織布２Ａへの押し込み量よりも小さくする。この場合、ピッチＰｐ１と、隣接する第２凸部３２１Ａ間のピッチＰｐ２（図６（ｂ）参照）とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７２】
未乾燥状態の第２不織布２Ｂを部分的に押圧することにより、第２繊維は、主に第１凹凸Ｃ２ａの凸部に密着させられる。この状態で、第２繊維が乾燥して収縮すると、第１凹凸Ｃ２ａの凹部に対向していた第２繊維は浮き上がるため、第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間の第１空間Ｓ１は維持される（図５（ｄ）参照）。なお、第２凹凸形成工程の前後で、第１空間Ｓ１の大きさおよび形状は変化し得る。例えば、第２凹凸形成工程の後の距離ＤＳ１ｍａｘは、第２凹凸形成工程の前よりも小さくなり得る。第２凹凸Ｃ２ｂの形成もまた、基材１を加熱しながら行ってもよい。
【００７３】
ピッチＰｐ２をピッチＰｐ１よりも大きくする場合、第１空間Ｓ１が維持され易い点で、ピッチＰｐ２はピッチＰｐ１の１．５〜１０倍であることが好ましく、２〜４倍であることがより好ましい。この場合、第２凸部３２１Ａの高さＨｐ２（図６（ｂ）参照）は、第１凸部３１１Ａの高さＨｐ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なかでも、同様の観点から、高さＨｐ２は、高さＨｐ１よりも小さいことが好ましい。
【００７４】
第２凸部３２１Ａの第２不織布２Ｂへの押し込み量を、第１凸部３１１Ａの第１不織布２Ａへの押し込み量よりも小さくする方法としては、第２凸部３２１Ａの高さＨｐ２を第１凸部３１１Ａの高さＨｐ１よりも低くする方法（第１の方法）、および、第２凸部３２１Ａの第２不織布２Ｂへの押し込み力Ｆｂを、第１凸部３１１Ａの第１不織布２Ａへの押し込み力Ｆａよりも小さくする方法（第２の方法）があげられる。
【００７５】
第１の方法の場合、第１空間Ｓ１が広くなり易い点で、高さＨｐ２は、高さＨｐ１の０．２〜０．８倍であることが好ましく、０．４〜０．６倍であることがより好ましい。具体的な高さＨｐ２は、例えば、１０〜１００μｍであり、２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００７６】
第２の方法の場合、押し込み力Ｆｂは、押し込み力Ｆａの０．０５〜０．８倍であることが好ましく、０．１〜０．４倍であることがより好ましい。具体的な押し込み力Ｆｂは、例えば、１０〜１００ｋＰａであり、２０〜５０ｋＰａであることが好ましい。押し込み力Ｆａは、第１凸部３１１Ａによって第１不織布２Ａに負荷される、単位面積当たりの圧力である。押し込み力Ｆｂは、第２凸部３２１Ａによって第２不織布２Ｂに負荷される、単位面積当たりの圧力である。
【００７７】
第２押圧部材は、第１押圧部材と同様に、図６（ａ）および（ｂ）に示すような、周面に複数の第２凸部３２１Ａを有する第２ローラ３２Ａであることが好ましい。第２凸部３２１Ａもまた、第２不織布２Ｂとの接触部にフッ素樹脂層を備えることが好ましい。第２凸部３２１Ａの形状、分布状態および材質は特に制限されず、第１凸部３１１Ａで例示したのと同様の形状、分布状態および材質が挙げられる。
【００７８】
第２ローラ３２Ａに対向する第２対向ローラ３２Ｂは、図６（ａ）および（ｃ）に示すように、上記の第２凸部３２１Ａに対応する第２凹部３２１Ｂを有していてもよいし、平滑な表面を有するゴム製のローラを用いることが好ましい。これにより、第２不織布２Ｂに第２凹凸Ｃ２ｂが形成され易くなる。
【００７９】
隣接する第２凹部３２１Ｂ間のピッチＰｃ２は、第２凸部３２１Ａ間のピッチＰｐ２と同じであることが好ましい。第２凹部３２１Ｂの深さＤｃ２は、第２凸部３２１Ａの高さＨｐ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。深さＤｃ２は、具体的には１０〜１００μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。
【００８０】
なお、図６では、基材１と第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの積層体を、第２不織布２Ｂ側から第２凸部３２１Ａを有する第２ローラ３２Ａで押圧しているが、第２不織布２Ｂに第２凹凸Ｃ２ｂを形成する方法は、これに限定されない。例えば、上記積層体を、基材１側から第２ローラ３２Ａで押圧してもよい。このとき、対向ローラとしては、上記したような上記したような第２凹部３２１Ｂを備えるローラを用いるか、あるいは、平滑な表面を備えるゴム製のローラを用いることが好ましい。
【００８１】
（６）第３不織布形成工程（図５（ｅ））
本工程では、後述する第３原料液から、例えば電界紡糸法により、第３原料樹脂および第３溶媒を含む第３繊維が形成される。形成された第３繊維は、基材１上に第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂを介して堆積し、第３不織布２Ｃを形成する。このとき、基材１、第１不織布２Ａ、第２不織布２Ｂは、噴射される第３原料液のターゲットであり、生成する第３繊維を収集するコレクタとして機能する。
【００８２】
集塵性能の向上の観点から、第３繊維の平均繊維径Ｄ４もまた小さい方が好ましく、例えば、基材繊維の平均繊維径Ｄ１よりも小さいことが好ましい。平均繊維径Ｄ４は、例えば３μｍ以下であり、１μｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、平均繊維径Ｄ４は３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。
【００８３】
平均繊維径Ｄ４は、第１繊維の平均繊維径Ｄ２および第２繊維の平均繊維径Ｄ３と同じであってもよいし、異なっていてもよい。平均繊維径Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、用途等に応じて、適宜決定すればよい。第３不織布２Ｃの厚みＴ４は、圧力損失の観点から、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上、５μｍ以下であることがより好ましい。厚みＴ４は、第１不織布２Ａの厚みＴ２あるいは第２不織布２Ｂの厚みＴ３と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８４】
第３不織布２Ｃの初期の圧力損失は、上記と同様の条件で測定する場合、５Ｐａ以上、４０Ｐａ以下程度であることが好ましい。第３不織布２Ｃの単位面積当たりの質量は、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。
【００８５】
（第３原料液）
第３原料液は、第３繊維の原料である第３原料樹脂および第３溶媒を含む。第３溶媒は、第３原料樹脂を溶解させる。第３原料液から、第３原料樹脂および第３溶媒を含む第３繊維が形成される。第３原料樹脂および第３溶媒としては、第１原料樹脂および第１溶媒と同じ化合物が例示できる。第３原料樹脂は、第１原料樹脂あるいは第２原料樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第３原料樹脂と第１原料樹脂あるいは第２原料樹脂とが異なる場合（すなわち、第３繊維と第１繊維あるいは第２繊維との材質が異なる場合）、得られる積層体１０Ｂに多様な機能を付与することができる。
【００８６】
［積層体］
上記の方法により得られる積層体１０Ｂは、図７に示すように、基材１と、基材１に対向する第１不織布２Ａと、第１不織布２Ａを介して基材１に対向する第２不織布２Ｂと、第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂを介して基材１に対向する第３不織布２Ｃと、を含む。第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの間には、第１空間Ｓ１が形成されており、第２不織布２Ｂと第３不織布２Ｃとの間には、第２空間Ｓ２が形成されている。図７は、積層体１０Ｂの断面図である。
【００８７】
このとき、第２空間Ｓ２における第２不織布２Ｂと第３不織布２Ｃとの間の最大の距離ＤＳ２ｍａｘは、第２不織布２Ｂの厚みＴ３および第３不織布２Ｃの厚みＴ４よりも大きいことが好ましい。第２空間Ｓ２内に入り込んだ粉塵等が面方向に移動し易くなるためである。距離ＤＳ２ｍａｘは、例えば、厚みＴ３の２〜１００倍であり、好ましくは４〜２０倍である。距離ＤＳ２ｍａｘは、例えば、厚みＴ４の２〜１００倍であり、好ましくは４〜２０倍である。
【００８８】
［製造装置］
本実施形態の製造装置２００Ｂは、第２不織布形成部２０２Ｂの下流であって、保護材供給部２０４の上流に第２凹凸形成部を備え、第２凹凸形成部の下流であって保護材供給部２０４の上流に第３不織布形成部を備えること以外、製造装置２００Ａと同様である。第２凹凸形成部では、第２不織布２Ｂに第２凹凸Ｃ２ｂが形成される。第３不織布形成部では、第３原料樹脂および第３溶媒を含む第３原料液から第３繊維を生成し、生成した第３繊維を、基材１上に第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂを介して堆積させて、第３不織布２Ｃを形成する。
【００８９】
以下、図８を参照しながら、製造装置２００Ｂについて説明する。図８は、製造装置２００Ｂの一例の構成を概略的に示す図であり、同じ機能を備える部材には、同じ符号を付している。製造装置２００Ｂは、積層体１０Ｂを製造するための製造ラインを構成している。
【００９０】
（第２凹凸形成部）
第２凹凸形成部２０３Ｂは、複数の第２凸部３２１Ａを有するローラ状の第２押圧部材（第２ローラ３２Ａ）を備える。第２凹凸形成部２０３Ｂは、さらに、第２ローラ３２Ａに対向する対向ローラとして、第２凸部３２１Ａに対応する第２凹部３２１Ｂを有する第２対向ローラ３２Ｂを備える。第２凹凸形成部２０３Ｂに搬送された基材１と第１不織布２Ａと第２不織布２Ｂとの積層体のうち、第２不織布２Ｂが第２ローラ３２Ａおよび第２対向ローラ３２Ｂにより押圧されて、その主面に第２凹凸Ｃ２ｂが形成される。このとき、基材１は加熱されてもよい。
【００９１】
（第３不織布形成部）
第３不織布形成部２０２Ｃは、第１不織布形成部２０２Ａと同様の構成を有する電界紡糸機構を備える。第３原料液２２Ｃの吐出圧力、印加電圧、濃度、放出体２３と基材１との距離、温度、湿度などを調整することにより、第１繊維２ａおよび第２繊維２ｂと異なる平均繊維径を有する第３繊維２ｃ、あるいは、第１繊維２ａおよび第２繊維２ｂと同じ平均繊維径を有する第３繊維２ｃを生成することができる。また、第３原料液２２Ｃの吐出圧力、印加電圧、濃度、基材１の搬送速度などを調整することにより、第１不織布２Ａおよび第２不織布２Ｂと異なる厚みを有する第３不織布２Ｃ、あるいは、第１不織布２Ａよび第２不織布２Ｂと同じ厚みを有する第３不織布２Ｃを形成することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、基材１上に、第１不織布２Ａ、第２不織布２Ｂおよび第３不織布２Ｃを積層する場合を例示したが、これに限定されない。第３不織布２Ｃ上に、さらに他の不織布を積層してもよく、基材１上に積層される不織布の数は特に限定されない。第Ｎ不織布を積層する前に、第Ｎ−１不織布に凹凸を形成しておくことが好ましい。第Ｎ−１不織布と第Ｎ不織布との間に第Ｎ−１空間が形成されるため、圧力損失の増大を抑制しながら、集塵効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明により得られる積層体は、不織布の表面積が大きいため、空気清浄機、あるいは空調機の濾材、電池用の分離不織布、燃料電池用のメンブレン、妊娠検査不織布等の体外検査不織布、細胞培養用等の医療用不織布、防塵マスク等の防塵布や防塵服、化粧用不織布、塵を拭き取る拭取不織布等として、好適である。
【符号の説明】
【００９４】
１０Ａ、１０Ｂ：積層体
１：基材
２Ａ：第１不織布
２ａ：第１繊維
２Ｂ：第２不織布
２ｂ：第２繊維
２Ｃ：第３不織布
２ｃ：第３繊維
３：保護材
２００Ａ、２００Ｂ：製造装置
２０１：基材供給部
１１：搬送ローラ
１２：第１供給リール
１３：モータ
２０２Ａ：第１不織布形成部
２０２Ｂ：第２不織布形成部
２０２Ｃ：第３不織布形成部
２１：搬送コンベア
２２Ａ：第１原料液
２２Ｂ：第２原料液
２２Ｃ：第３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
２０３Ａ：第１凹凸形成部
３１Ａ：第１ローラ、３１１Ａ：第１凸部
３１Ｂ：第１対向ローラ、３１１Ｂ：第１凹部
２０３Ｂ：第２凹凸形成部
３２Ａ：第２ローラ、３２１Ａ：第２凸部
３２Ｂ：第２対向ローラ、３２１Ｂ：第２凹部
２０４：保護材供給部
４１：搬送ローラ
４２：第２供給リール
４３：モータ
４４：加圧ローラ
２０５：回収部
５１：ローラ
５２：回収リール
５３：モータ
【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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