JP2018130943A - 積層シート製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造装置の大型化を招くことなく、効率的に製造できる積層シート製造方法の提供。【解決手段】基材シート１を搬送路に沿って供給する基材シート供給工程２０１と、基材シート供給工程２０１により搬送路に供給された基材シート１の上方で原料液２２を噴射２３して極細繊維２Ｆを生成し、基材シート１の表面に極細繊維層２を積層形成する極細繊維層形成工程２０２と、極細繊維層形成工程２０２で積層形成された極細繊維層２の表面に、平均粒径ｈの粉状の接着剤６と前記平均粒径ｈより小さな平均粒径Ｄの粉状の吸着剤３を含む混合粉を散布する散布工程２０３と、散布工程２０３で混合粉が散布された極細繊維層２を被覆するように、搬送路に保護シート４を供給する保護シート供給工程２０５とを備えてた装置で、積層シートを製造する方法。【選択図】図５

Description

本発明は、積層シート製造方法に関する。

特許文献１には、粉粒体の無駄を防止しつつ、粉粒体が堆積した部分の輪郭が鮮明な粉粒体堆積体を安定して製造することのできる粉粒体堆積体の製造方法が開示されている。

具体的には、連続的に搬送される第１のシート上に、粉粒体を、散布装置により所定の散布パターンにて散布し、第１のシート及び粉粒体を有する粉粒体堆積体を得る粉粒体堆積体の製造方法であり、粉粒体散布後の第１のシート上に、第２のシートを供給して貼り合わせる工程と、粉粒体散布前の第１のシート上及び／又は第１のシートに貼り合わせる前の第２のシートにおける第１のシートへの貼り合わせ面に、粉粒体移動阻止用の固定剤を散布する工程とを具備している。

特開２００２−１７８４２９号公報

しかし、粉粒体として活性炭などの吸着剤が層間に充填され、空気清浄機の濾材として用いるような積層シートを製造するために、上述した粉粒体堆積体の製造方法を用いると、吸着材の散布装置とは別に接着剤の散布装置を設ける必要があり、複雑で大型化された製造装置が必要となり、製造工程が複雑化するという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の問題に鑑み、製造装置の大型化を招くことなく、効率的に製造できる積層シート製造方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による積層シート製造方法は、基材シートを搬送路に沿って供給する基材シート供給工程と、前記基材シート供給工程により前記搬送路に供給された前記基材シートの上方で原料液を噴射して極細繊維を生成し、前記基材シートの表面に極細繊維層を積層形成する極細繊維層形成工程と、前記極細繊維層形成工程で積層形成された前記極細繊維層の表面に、平均粒径ｈの粉状の接着剤と前記平均粒径ｈより小さな平均粒径Ｄの粉状の吸着剤を含む混合粉を散布する散布工程と、前記散布工程で混合粉が散布された前記極細繊維層を被覆するように、前記搬送路に保護シートを供給する保護シート供給工程と、を備えていることを特徴とする。

前記散布工程は、前記極細繊維層の上方に配置され、表面が凹凸形成されたローラの回転に伴って、凹部に前記混合粉を保持して前記極細繊維層の表面に落下させる工程であることが好ましい。

また、前記接着剤と前記吸着剤の単位面積当たりの散布重量比が１：２〜１：１０の範囲に設定されていることがさらに好ましい。

さらに、前記極細繊維層を形成する極細繊維の平均繊維間距離Ｌは、前記接着剤の平均粒径ｈおよび前記吸着剤の平均粒径Ｄよりも小さい値に設定されていることが好ましい。

本発明によれば、製造装置の大型化を招くことなく、効率的に製造できる積層シート製造方法を提供することができるようになる。

本発明による濾材の要部断面図である。 （ａ）は濾材を主面方向から撮影した高倍率の要部ＳＥＭ写真、（ｂ）は濾材を主面方向から撮影した低倍率の要部ＳＥＭ写真である。 本発明によるフィルターが組み込まれた空気清浄機の一部切欠斜視図である。 濾材となる積層シートの製造方法のフローチャートである。 積層シート製造装置の説明図である。

以下、空気清浄機の濾材を積層シートの例として、本発明が適用された積層シート製造方法を説明する。
図１には、濾材１０の断面構造が示され、図２（ａ）、（ｂ）には、濾材１０のサンプルのＳＥＭ写真が示されている。図２（ａ）は倍率３０００であり、図２（ｂ）は倍率５０である。

濾材１０は、基材層１と、基材層１に積層形成された極細繊維２Ｆを含む極細繊維層２と、極細繊維層２に担持され、化学物質を吸着する吸着剤３と、極細繊維層２に積層形成された保護層４と、基材層１と保護層４とを極細繊維層２を介して複数の点状領域で固着する固着部５とを備えている。

吸着剤３として粉状の活性炭が好適に用いられ、固着部５として粒子状の熱可塑性樹脂であるパウダー状の固形接着剤（ホットメルト接着剤）が好適に用いられる。

そして、吸着剤３の平均粒径Ｄ（図２(ａ)参照）、極細繊維層２の平均繊維間距離Ｌ（図２(ａ)参照）、各固着部５の高さＨ（図１参照）が、Ｌ＜Ｄ＜Ｈの関係に設定されている。

吸着剤３の平均粒径Ｄよりも極細繊維層２の平均繊維間距離Ｌが小さいため、吸着剤３が極細繊維層２を構成する極細繊維２Ｆに絡まるように捕捉され、容易に離脱することがない。

また、吸着剤３の平均粒径Ｄよりも固着部５の高さＨが大きいため、濾材１０を裁断加工する場合などに、固着部５で移動が遮られて濾材１０から吸着剤３が脱落するようなことが効果的に回避されるようになる。

このような構成を採用することによって、粒径が小さく比表面積の大きな活性炭などを吸着剤３に用いてＶＯＣの吸着性能を高めながらも、プリーツ加工が容易な薄型の濾材１０を得ることができるようになる。

濾過対象ガスが濾材１０の保護層４から基材層１に向けて通過する際に、濾過対象ガスに含まれる大径の塵埃が保護層４で捕捉されるとともに、濾過対象ガスに含まれるＶＯＣが吸着剤３によって吸着除去され、さらに微小なダストが極細繊維層２で捕捉され、浄化されたガスが基材層１から排気される。

吸着剤３の平均粒径Ｄは１０μｍ〜５０μｍの範囲、好ましくは１５μｍ〜３０μｍの範囲に設定され、極細繊維層２の平均繊維間距離Ｌは０．１μｍ〜５μｍの範囲、好ましくは０．５μｍ〜２μｍの範囲に設定されている。この様な範囲であると、粒径が小さく比表面積が大きい活性炭が極細繊維層２を形成する極細線維２Ｆに絡まって良好に担持されるようになる。また、極細繊維２Ｆの平均繊維径Ｒは、５０ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に設定されていることが好ましい。

以下、各部について詳述する。
（基材層）
基材層１は、濾材１０をプリーツ加工する場合にプリーツの形状を保持する基材として機能する不織布で構成されている。当該不織布を構成する繊維は特に限定されるものではなく、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）、或はこれらの混合物等が挙げられる。なかでも、形状保持の観点から、ＰＥＴまたはセルロースが好ましい。

当該不織布を構成する繊維の平均繊維径は特に限定されず、例えば、１μｍ以上、６０μｍ以下であれば良く、５μｍ以上、４０μｍ以下であればさらに良い。平均繊維径とは、当該不織布を構成する繊維の直径の平均値である。直径とは、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、当該不織布の一方の主面の法線方向から見たときの、繊維の長さ方向に対して垂直な方向の幅を直径と見なしても良い。平均繊維径は、例えば、当該不織布に含まれる任意の１０本の繊維の任意の箇所の直径の平均値で求めてもよい。極細繊維層２や保護層４を構成する繊維の平均繊維径も同様である。

基材層１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た不織布であり、その製造方法は特に限定されない。なかでも、基材として適する不織布が形成され易い点で、湿式法により製造されることが好ましい。

基材層１の圧力損失も特に限定されない。なかでも、基材層１の初期の圧力損失は、ＪＩＳ Ｂ ９９０８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。基材層１の初期の圧力損失がこの範囲であれば、濾材１０全体の圧力損失も抑制される。

基材層１の厚みは、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。

「厚み」とは、不織布の２つの主面の間の距離であり、例えば、基材層１を構成する不織布の任意の１０箇所の厚みの平均値をいう（以下、同じ）。具体的には、不織布の断面を写真に撮り、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、写真に撮った不織布の断面画像を所定の閾値で二値化処理した画像を用いても良い。

同様の観点から、基材層１を構成する不織布の単位面積当たりの質量は、１０ｇ／ｍ^２以上、８０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、３５ｇ／ｍ^２以上、６０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。

（極細繊維層）
極細繊維層２は、基材層１を構成する不織布の平均繊維径よりも小さい平均繊維径を有する極細繊維２Ｆを備えた不織布で構成されており、細かなダストを捕捉するとともに吸着剤３を捕捉する機能を有する。極細繊維２Ｆの平均繊維径は、基材層１を構成する不織布の平均繊維径の１／１０以下であることが好ましい。また、極細繊維２Ｆの平均繊維径は、基材層１を構成する不織布の平均繊維径の１／１００以上であることが好ましい。極細繊維２Ｆの平均繊維径がこの範囲であれば、圧力損失が抑制されるとともに高い集塵効率と、吸着剤５の十分な担持性能が得られる。

具体的に、極細繊維２Ｆの平均繊維径は３μｍ以下であれば良く、９００ｎｍ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、極細繊維２Ｆの平均繊維径は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。

極細繊維層２の単位面積当たりの質量は、０．０１ｇ／ｍ^２以上、１．５ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、０．０１ｇ／ｍ^２以上、１．０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、０．０３ｇ／ｍ^２以上、０．５ｇ／ｍ^２以下であることが特に好ましい。極細繊維層２の上記質量がこの範囲であると、圧力損失を抑制しながら、高い集塵効率を発揮し易い。

極細繊維２Ｆの材質は特に限定されず、例えば、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）、ＰＰ、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、極細繊維２Ｆを電界紡糸法により形成する場合、ＰＥＳが好ましく用いられる。また、平均繊維径を細くし易い点で、ＰＶＤＦが好ましく用いられる。

極細繊維層２の厚みは、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。なお、極細繊維層２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。

（吸着剤）
吸着剤３は、極細繊維２Ｆに担持されている。吸着剤３としては特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、酢酸エチル等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）のうちの少なくとも１種を吸着することのできる物質が挙げられる。吸着剤３としては、具体的には、アジピン酸ジヒドラジド等の有機材料、活性炭、ゼオライトなどが挙げられる。

吸着剤３の付着量は特に限定されないが、吸着性能および圧力損失の観点から、０．１〜５０ｇ／ｍ^２が好ましく、０．５〜４０ｇ／ｍ^２がより好ましく、１〜３０ｇ／ｍ^２が特に好ましい。

吸着剤３は、粒子の形態で極細繊維２Ｆに担持される。吸着剤３の粒子の平均粒径Ｄは特に限定されず、例えば、１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。また、吸着剤の粒子の平均粒径Ｄは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。

「平均粒径」は、吸着剤３を有する極細繊維層２を一方の主面の法線方向から見たときの、１０個の吸着剤３の最大径の平均値で表せる。後述する接着剤の平均粒径についても同じである。上記範囲の平均粒径を備える吸着剤３は、基材層１を構成する繊維同士の隙間を通過し得る。しかし、吸着剤３は、極細繊維層２の基材層１とは反対側の界面近傍に多く配置されているため、基材層１を通過して、濾材１０から脱落することは抑制される。

吸着剤３は、極細繊維２Ｆに担持されているものの、その分布は一様ではない。吸着剤３の分布のピークは、極細繊維層２の保護層４との界面近傍にある。言い換えれば、保護層４の極細繊維層２に対向する第１中間面Ｓ１から、基材層１の極細繊維層３に対向する第２中間面Ｓ２までの領域において、第１中間面Ｓ１側の吸着剤３の密度は、第２中間面Ｓ２側の吸着剤の密度よりも大きい。

（保護層）
保護層４は、比較的大きなダストを集塵する機能を有するとともに、種々の外部負荷から極細繊維層２を保護する保護材として機能する。集塵効率の観点から、保護層４を構成する不織布には帯電処理が施されていることが好ましい。

保護層４を構成する不織布の繊維の材質は特に限定されず、基材層１を構成する不織布と同じ材質が例示できる。なかでも、帯電され易い点で、ＰＰが好ましい。保護層４を構成する繊維の平均繊維径は、特に限定されない。当該平均繊維径は、例えば、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であり、２μｍ以上、２０μｍ以下である。

保護層４を構成する不織布の製造方法は特に限定されず、基材層１を構成する不織布で例示した方法が同じく例示できる。なかでも、濾材１０として適する繊維径の細い不織布が形成され易い点で、メルトブロー法により製造されることが好ましい。

保護層４を構成する不織布の圧力損失も、特に限定されない。なかでも、保護層４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。保護層４の初期の圧力損失がこの範囲であれば、積層不織布全体の圧力損失も抑制される。

保護層４の厚みは、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。保護層４の単位面積当たりの質量は、圧力損失の観点から、１０ｇ／ｍ^２以上、５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、１０ｇ／ｍ^２以上、３０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。

（固着部）
固着部５は、極細繊維層２を介して基材層１と保護層４とを固着する部位である。極細繊維層２の主面に吸着剤３とともに粒子状のホットメルト接着剤が散布された後に保護層４が積層され、更に基材層１と保護層４とがヒートセット処理されることにより固着部５が形成される。

ヒートセット処理により表面が溶融した粒子状のホットメルト接着剤の一部が極細繊維層２を浸潤して基材層１の極細繊維層２側の表層に到達するとともに、一部が保護層４の極細繊維層２側の表層に浸潤することにより、複数の点状領域で基材層１と保護層４とが固着される。このときの固着部５の高さＨが吸着剤３の平均粒径Ｄよりも十分に大きな値に維持される。固着部５の高さＨと吸着剤３の平均粒径Ｄとの比：Ｈ／Ｄは、例えば、２．６〜２３である。

固着部５の高さＨとは、ヒートセット処理により基材層１と保護層４を接着した粒子状のホットメルト接着剤の高さ、つまり濾材１０の厚み方向に沿った長さであり、例えば、濾材１０の厚み方向に沿った断面に現れる任意の１０か所の固着部５の断面の上端から下端までの長さの平均値として算出することができる。また、断面のＳＥＭ写真の画像から任意の１０か所の固着部５の断面を取り出して、計測した固着部５の断面の上端から下端までの長さの平均値として求めることも可能である。

ホットメルト接着剤として、２００μｍ前後の値を中心として１５０μｍから２５０μｍの範囲の粒径ｈのパウダー接着剤を用いることができ、具体的には、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）などの熱可塑性樹脂が例示できる。接着剤の融点は、極細繊維層２や保護層４の繊維の融点よりも低い６０〜１４０℃程度であることが好ましい。ヒートセット処理の結果、固着部５の高さＨは１３０μｍから２３０μｍの範囲の値となる。ヒートセット処理の際に接着剤の全量が溶融して基材層１と保護層４に浸潤するようなことがないので、濾材１０として大きな圧力損失が生じることもない。

吸着剤３の平均粒径Ｄは１０μｍ〜５０μｍの範囲、好ましくは２０μｍを中心とする１５μｍ〜３０μｍの範囲に設定され、極細繊維層２の平均繊維間距離Ｌは０．１μｍ〜５μｍの範囲、好ましくは１μｍを中心とする０．５μｍ〜２μｍの範囲に設定されている。

「平均繊維間距離」とは、極細繊維層２を構成する極細繊維２Ｆ間の平均距離をいい、例えば、極細繊維層２を構成する複数本の極細繊維２Ｆで囲まれた開口部の任意の１０箇所の最大開口径の平均値として求めることができる。例えば、極細繊維層２の主面を写真に撮り、複数本の極細繊維２Ｆで囲まれた矩形または多角形形状の開口部の対角線のうちの最大値を最大開口径とすることができる。また例えば、写真に撮った極細繊維層２の主面の画像を所定の閾値で二値化処理して、極細繊維２Ｆで囲まれる開口部を抽出し、各開口部を構成する画素数の平均値に対応する円の面積を算出し、当該円の径を平均繊維間距離としてもよい。

極細繊維層２と保護層４で挟まれた空間に散布された吸着剤は、複数の点状領域に形成される固着部５によって囲まれる結果、濾材１０の裁断加工時などでも濾材１０から容易に脱落することがない。接着剤の粒径よりも約一桁小さな粒径の吸着剤を用いることによりＶＯＣの吸着性能を高めながらも、プリーツ加工が容易な薄型の濾材１０を得ることができるようになる。

吸着剤３とともに粒子状の接着剤が極細繊維層２の主面に散布される態様を説明したが、吸着剤３と接着剤とが個別に散布される態様であってもよい。何れの場合であっても、接着剤と吸着剤３の単位面積当たりの散布重量比は、１：２〜１：１０の範囲に設定されていることが好ましい。

吸着剤３と接着剤の混合剤を極細繊維層２の主面に散布する場合には、小径の吸着剤３が静電引力などによって大径の接着剤の周囲に吸着した状態で散布されるので、吸着剤３を単独で散布する場合に比べて吸着材の飛散を抑制することができるようになる。

（濾材となる積層シートの製造方法）
濾材となる積層シートの製造方法は、基材シートを搬送路に沿って供給する基材シート供給工程と（Ｓ１）、基材シート供給工程により搬送路に供給された基材シートの上方で原料液を噴射して極細繊維２Ｆを生成し、基材シートの表面に極細繊維層２を積層形成する極細繊維層形成工程と（Ｓ２）、極細繊維層形成工程で積層形成された極細繊維層２の表面に、平均粒径ｈの粉状の接着剤と平均粒径ｈより小さな平均粒径Ｄの粉状の吸着剤を含む混合粉を散布する散布工程と（Ｓ３）、散布工程で混合粉が散布された極細繊維層２を被覆するように、搬送路に保護シートを供給する保護シート供給工程と（Ｓ４）、基材シートと保護シートを挟持して接合する接合工程（Ｓ５）を備えている。

散布工程は、極細繊維層２の上方に配置され、表面が凹凸形成されたローラの回転に伴って、凹部に混合粉を保持して極細繊維層の表面に落下させる工程である。また、接着剤と吸着剤の単位面積当たりの散布重量比が１：２〜１：１０の範囲に設定されている。

さらに、極細繊維層を形成する極細繊維の平均繊維間距離Ｌは、前記接着剤の平均粒径ｈおよび前記吸着剤の平均粒径Ｄよりも小さい値に設定されていることが好ましい。極細繊維層２の平均繊維間距離Ｌと吸着剤３の平均粒径Ｄとの比：Ｌ／Ｄは、例えば、１／５００〜１／２である。

上記のような積層不織布の製造方法は、例えば、搬送路の上流から下流に基材層１となる不織布を搬送し、搬送される基材層１の主面に極細繊維層２となる不織布を形成した後、散布装置を介して極細繊維層２の主面に混合粉を散布し、更に保護層３となる不織布を搬送する積層シート製造装置を用いて実施することができる。

このような積層シート製造装置は、例えば、（１）基材層１となる不織布を搬送ベルトに供給する基材層供給装置と、（２）原料液から静電気力により極細繊維２Ｆを生成させる電界紡糸機構を有する極細繊維層形成装置と、（３）極細繊維層形成装置から送り出される極細繊維層の上方から、接着剤及び吸着材の混合粉を散布する混合粉散布装置と、（４）散布された混合粉に含まれる接着剤を溶融する加熱装置と、（５）加熱装置から送り出される極細繊維層の上方から、保護層４となる不織布を積層する保護層積層装置を具備する。

以下、図５（ａ）を参照しながら、積層シートの製造方法およびこれを行う製造装置について説明する。尚、以下の製造方法および製造装置は、本発明の一態様であり、本発明を限定するものではない。

積層シートの製造装置２００は、濾材１０となる積層シートを製造するための製造ラインを構成している。

まず、基材層１となる不織布を準備する。製造装置２００では、当該基材層１は、各搬送ロール１１、３１、４１、５１および搬送コンベア２１により、製造ラインの上流から下流に搬送される。製造装置２００の最上流には、ロール状に巻回された基材層１を内部に収容した基材層１の供給装置２０１が設けられている。供給装置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に巻回された基材層１を搬送ロール１１に供給する。

基材層１は、搬送ロール１１により、電界紡糸ユニット２０２に搬送される。電界紡糸ユニット２０２が具備する電界紡糸機構は、装置内の上方に設置された極細繊維２Ｆ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基材層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、基材層１とともに第２繊維２Ｆ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２０２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。

電界紡糸ユニット２０２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２０２ごと、あるいは、放出体２３ごとに、形成される極細繊維２Ｆの平均繊維径を変化させても良い。極細繊維２Ｆ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と基材層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、極細繊維２Ｆの堆積量は、原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液の濃度、基材層１の搬送速度などを調整することにより、制御される。

放出体２３の基材層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、基材層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２０２の上方に設置された、基材層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層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を基材層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。

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良い。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。

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、放出口から基材層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と基材層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（極細繊維２Ｆ）を生成する。

原料液２２に含まれる溶媒としては、原料樹脂の種類や製造条件に応じて、適切なものを選択すればよい。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、後述するようにポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）を含む極細繊維２Ｆを電界紡糸法により形成する場合、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。

原料液２２には、無機質固体材料を添加してもよい。無機質固体材料としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができる。なかでも、加工性などの観点から、酸化物を用いることが好ましい。酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＭｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５等を例示することができる。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。

原料液２２における溶媒と原料樹脂との混合比率は、選定される溶媒の種類と原料樹脂の種類により異なる。原料液２２における溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９５質量％である。

極細繊維２Ｆを形成する電界紡糸機構は、上記の構成に限定されない。所定の極細繊維２Ｆの生成空間において、原料液から静電気力により極細繊維２Ｆを生成させ、生成した極細繊維２Ｆを基材層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。

極細繊維層２が形成された後、基材層１と極細繊維層２との積層体を、混合粉散布装置２０３に搬送する。混合粉散布装置２０３では、極細繊維層２の上方から、粒子状の吸着剤３及び粒子状の接着剤６の混合粉７が散布される。混合粉７は、自由落下等により散布される。

混合粉散布装置２０３は、例えば、混合粉散布装置２０３の上方に設置された混合粉７を収容する混合粉タンク３２と、混合粉７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。

図５（ｂ）には、散布装置３４の具体構成が示されている。散布装置３４はロート状の混合粉タンク３２と、混合粉タンク３２の下部開口に配置された散布部材３３としてのローラを備えている。

ローラは、極細繊維層２及び基材層１の幅方向に水平姿勢で延設され、表面に微小な凹凸が形成されている。ローラの周面左右に一対のブレード３０，３０が配され、ブレード３０，３０の先端がローラの周面に接触するように配置されている。

ローラが極細繊維層２及び基材層１の搬送方向と反対方向に回転することにより、混合粉タンク３２に充填された混合粉７がローラの凹部に充填搬送されて極細繊維層２の上方から散布される。

このように、吸着剤３と接着剤６の混合剤を極細繊維層２の主面に散布する場合には、小径の吸着剤３が静電引力などによって大径の接着剤６の周囲に吸着した状態で散布されるので、吸着剤３を単独で散布する場合に比べて吸着材の飛散を抑制することができる。

混合粉７が散布された後、基材層１と極細繊維層２でなる積層体に保護層４となる不織布が積層される前に、加熱機器４２を備える加熱装置２０４により、接着剤６が加熱される。これにより、粒子状の接着剤の表面が溶融する。加熱装置２０４では、極細繊維層２に含まれる溶媒の除去も行われる。

加熱機器４２は特に限定されず、公知のものを適宜選択すれば良い。加熱温度は、溶媒の沸点および接着剤６の融点に応じて適宜設定すれば良い。加熱温度は、積層体の表面が好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１２０〜１７０℃になるように、調整される。なお、極細繊維２Ｆの材質の一つであるＰＥＳの軟化温度は、２００〜２３０℃である。

次いで、融着した接着剤粒子を備える積層体は、保護層積層装置２０５に搬送される。保護層積層装置２０５では、積層体の上方から、保護層４が供給され、接着剤６を介して積層体に積層される。保護層４が長尺である場合、基材層１と同様に、保護層４は第２リール５２に巻き取られていても良い。この場合、保護層４は、第２リール５２から巻き出されながら、積層体に積層される。

保護層４を積層した後、積層シートを挟んで上下に配置された一対の加圧ロール５３（５３ａおよび５３ｂ）により圧力を加えながら、積層シートを加圧して積層体と保護層４とをさらに密着させても良い。

最後に、保護層積層装置２０５から積層シートである濾材１０を搬出し、ロール６１を経由して、より下流側に配置されている回収装置２０６に搬送する。回収装置２０６は、例えば、搬送されてくる積層シートを巻き取る回収リール６２を内蔵している。回収リール６２はモータ６３により回転駆動される。

上述した方法で製造された濾材１０は、十分な吸着性能を備えながらも、０．５ｍｍ前後の厚さＷ（図１参照）に形成できるようになる。このような濾材１０を所定サイズに裁断して、プリーツ加工することにより空気清浄機や集塵機用のフィルターが形成される。尚、基材層１となる不織布がプリーツ加工する際のプリーツの形状を保持する基材として機能する。

図３には、このようにして形成されたフィルター（濾材１０）が組み込まれた空気清浄機１００が示されている。空気清浄機は、気体の吸い込み部１０１と、気体の吐き出し部１０２と、上述したフィルター（濾材１０）と、を備え、フィルター（濾材１０）は、吸い込み部１０１から吸い込まれた外気が、保護層から基材層に向けて厚み方向に通過して、吐き出し部１０２から排気されるように配置されている。フィルター（濾材１０）がプリーツ加工されているため、外気がフィルター（濾材１０）の厚み方向に斜めに通流するようになり、ＶＯＣやダストが効率的に除去されるようになる。図３中、符号１０３は、大きな塵等を捕捉するプレフィルター、符号１０４は消臭フィルターである。

本発明の積層シート製造方法は、例えば空気清浄機の濾材として用いられる積層シートの製造方法として広く活用できる。

１：基材層、２：極細繊維層、２Ｆ：極細繊維、３：吸着剤、４：保護層、５：固着部、６：接着剤、７：混合粉、１０：濾材、１１：搬送ロール、１２：第１供給リール、１３：モータ、２１：搬送コンベア、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、３１：搬送ロール、３２：混合粉タンク、３３：散布部材、３４：散布装置、４１：搬送ロール、４２：加熱機器、５１：搬送ロール、５２：第２供給リール、５３、５３ａ、５３ｂ：加圧ロール、６１：ロール、６２：回収リール、６３：モータ、１００：空気清浄機、１０１：吸い込み部、１０２：吐き出し部、１０３：プレフィルター、１０４：消臭フィルター、２００：製造装置、２０１：基材層布供給装置、２０２：電界紡糸ユニット、２０３：混合粉散布装置、２０４：加熱装置、２０５：保護層積層装置、２０６：回収装置

Claims (4)

1. 基材シートを搬送路に沿って供給する基材シート供給工程と、
   前記基材シート供給工程により前記搬送路に供給された前記基材シートの上方で原料液を噴射して極細繊維を生成し、前記基材シートの表面に極細繊維層を積層形成する極細繊維層形成工程と、
   前記極細繊維層形成工程で積層形成された前記極細繊維層の表面に、平均粒径ｈの粉状の接着剤と前記平均粒径ｈより小さな平均粒径Ｄの粉状の吸着剤を含む混合粉を散布する散布工程と、
   前記散布工程で混合粉が散布された前記極細繊維層を被覆するように、前記搬送路に保護シートを供給する保護シート供給工程と、
   を備えている積層シート製造方法。
2. 前記散布工程は、前記極細繊維層の上方に配置され、表面が凹凸形成されたローラの回転に伴って、凹部に前記混合粉を保持して前記極細繊維層の表面に落下させる工程である請求項１に記載の積層シート製造方法。
3. 前記接着剤と前記吸着剤の単位面積当たりの散布重量比が１：２〜１：１０の範囲に設定されている請求項１または２に記載の積層シート製造方法。
4. 前記極細繊維層を形成する極細繊維の平均繊維間距離Ｌは、前記接着剤の平均粒径ｈおよび前記吸着剤の平均粒径Ｄよりも小さい値に設定されている請求項１から３の何れか１項に記載の積層シート製造方法。