JP6464487B2

JP6464487B2 - 積層体の製造方法および製造装置

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Publication number: JP6464487B2
Application number: JP2015232416A
Authority: JP
Inventors: 展弘西崎; 啓二藤原; 住田　寛人; 寛人住田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017094688A

Description

本発明は、積層体の製造方法および製造装置に関し、複数のシートを、接着剤を用いて積層する方法および装置に関する。

複数のシート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、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、を備える積層体を、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。このような積層体は、例えば、基材である不織布（第１シート）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（第２シート）を積層させることにより得られる。

特開２０１４−１２１６９９号公報

しかし、接着剤が積層体に不均一に塗布されていると、シート間で剥離が生じる。また、通気性を有する積層体の場合、圧力損失が増大する場合がある。

本発明の一局面は、第１シートおよび第２シートを準備する準備工程と、電界紡糸法により、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原料樹脂を含む前記繊維を生成させ、前記繊維を、前記第１シートの一方の主面に堆積させる電界紡糸工程と、前記繊維が堆積された前記第１シートの前記主面に、前記主面の上方に配置された散布装置により、接着剤の粒子を散布する接着剤散布工程と、前記第１シートに、前記接着剤を介して、前記第２シートを積層させる積層工程と、を具備し、前記散布装置が、前記接着剤を貯留するとともに、前記主面に対向する開口を備える貯留部と、第１隙間が形成されるように、前記開口にはめ込まれたローラと、を備え、前記ローラが、外周面に溝を有しており、前記貯留部が、内部を横断するように配置された制御プレートを備えており、前記制御プレートが、前記貯留部の内部を、前記開口側の第１領域と、前記第１領域以外の第２領域とに区画し、前記第１領域と前記第２領域とは、連通口により連通しており、前記連通口から、前記第２領域に貯留された前記接着剤が前記第１領域に供給され、前記第１領域において、前記第１シートの前記主面とは反対側に位置する前記ローラの前記外周面に、前記連通口から供給された接着剤が堆積され、前記接着剤散布工程が、前記ローラを回転させて、前記ローラの前記外周面の前記溝に埋められた前記接着剤を、前記第１隙間から前記主面に散布する、積層体の製造方法に関する。

本発明の他の一局面は、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原料樹脂を含む前記繊維を生成させ、前記繊維を、第１シートの一方の主面に堆積させる電界紡糸部と、前記電界紡糸部の下流に配置されており、前記第１シートの一方の主面に、接着剤の粒子を散布する接着剤散布部と、前記接着剤散布部の下流に配置されており、前記第１シートに、前記接着剤を介して、第２シートを積層させる積層部と、を具備し、前記接着剤散布部が、前記接着剤を貯留するとともに、前記主面に対向する開口を備える貯留部と、第１隙間が形成されるように、前記開口にはめ込まれたローラと、を備える散布装置を備え、前記ローラが、外周面に溝を有しており、前記貯留部が、内部を横断するように配置された制御プレートを備えており、前記制御プレートが、前記貯留部の内部を、前記開口側の第１領域と、前記第１領域以外の第２領域とに区画し、前記第１領域と前記第２領域とは、連通口により連通しており、前記連通口から、前記第２領域に貯留された前記接着剤が前記第１領域に供給され、前記第１領域において、前記第１シートの前記主面とは反対側に位置する前記ローラの前記外周面に、前記連通口から供給された接着剤が堆積され、前記ローラが回転することにより、前記ローラの前記外周面の前記溝に充填された前記接着剤が、前記第１隙間から前記主面に散布される、積層体の製造装置に関する。

本発明によれば、積層体のシート間の剥離が抑制される。

本発明の一実施形態に係る散布装置を模式的に示す断面図である。図１の散布装置の要部に、ブレードおよびブレード押さえを配置した状態をを拡大して示す断面図である。図１で用いられるローラを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るブレードおよびブレード押さえを示す上面図である。本発明の他の一実施形態に係るブレードおよびブレード押さえを示す上面図である。本発明の一実施形態に係る積層体の製造装置を示す図である。

本発明に係る積層体の製造方法は、第１シートおよび第２シートを準備する準備工程と、第１シートの一方の主面に、主面の上方に配置された散布装置により、接着剤の粒子を散布する接着剤散布工程と、第１シートに、接着剤を介して、第２シートを積層させる積層工程と、を具備する。

散布装置５は、図１に示すように、粒子状の接着剤４を貯留する貯留部６とローラ７とを備える。ローラ７は、回転軸１０の回転に伴って回転する。貯留部６には、第１シート１に対向するように、ローラ７の軸方向に沿って、スリット状の開口６Ａが設けられている。ローラ７は、開口６Ａの長手方向（すなわち、ローラ７の軸方向）に沿って第１隙間Ｇ１(Ｇ１_Ｌ、Ｇ１_Ｒ)が形成されるように、貯留部６の開口６Ａに嵌め込まれている。第１隙間Ｇ１の幅は特に限定されず、接着剤４の粒子径および散布量等を考慮して適宜設定すれば良い。第１隙間Ｇ１の幅は、例えば、０．１〜０．５ｍｍであっても良い。

ローラ７の外周面はローレット加工されており、例えば図３に示すような格子状の溝Ｄが刻まれている。貯留部６に貯留されている粒子状の接着剤４は、自重によって、貯留部６側の溝Ｄに埋め込まれる。ローラ７が左回りに回転すると、貯留部６側の溝Ｄが初めて第１シート１の主面側に現れる方の第１隙間（図１では、左側の第１隙間Ｇ１_Ｌ）から、貯留部６内の接着剤４が直接、第１シート１に散布されるとともに、溝Ｄに埋め込まれていた接着剤４の一部が離脱して、第１シート１に散布される。一方、第１シート１の主面側の溝Ｄが貯留部６側へと回り込む方の第１隙間（図１では、右側の第１隙間Ｇ１_Ｒ）では、溝Ｄ内に残存している接着剤４が、貯留部６の開口端部に掻き落とされるようにして離脱し、第１シート１に散布される。なお、溝Ｄのパターンは特に限定されず、格子であっても良いし、ドット、縞等であっても良い。

このように、ローラ７が回転することによって、貯留部６の接着剤４および溝Ｄ内の接着剤４が、ローラ７の軸方向に沿って配置される第１隙間（Ｇ１_ＬおよびＧ１_Ｒ）から、第１シート１に均一に散布される。さらに、散布装置５および第１シート１の少なくともいずれかを移動もしくは揺動させることにより、接着剤４は、第１シート１の一方の主面全体に均一に散布される。そのため、第１シート１と第２シート（図示せず）とは、全体的に均一な接着強度により接着される。その結果、得られる積層体（図示せず）は、シート間の剥離が抑制される。また、第１シート１および第２シートが通気性を有する場合、接着剤４が粒子状であるため、第１シート１の一方の主面全体に接着剤４が散布されても、積層体の圧力損失の増大は抑制される。

貯留部６には、内部を横断するように、制御プレート８が配置されている。制御プレート８は、貯留部６の内部を、開口６Ａ側の第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１以外の第２領域Ｒ２とに区画する。第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、例えば、ローラ７の軸方向に沿ったスリット状の連通口９により連通している。第２領域Ｒ２に貯留された接着剤４は、連通口９から第１領域Ｒ１に供給される。第１領域Ｒ１では、ローラ７の外周面に、連通口９から供給された接着剤４が堆積される。

第１隙間Ｇ１_Ｌから直接（溝Ｄを経ずに）散布される接着剤４は、ローラ７の外周面であって、第１隙間Ｇ１_Ｌの近傍に堆積する接着剤４の重力を受けて落下する。そのため、散布工程の進行に伴って、第１領域Ｒ１の接着剤４の量が徐々に少なくなると、第１隙間Ｇ１_Ｌから直接散布される接着剤４の量も徐々に少なくなる傾向にある。つまり、散布工程の序盤と終盤とでは、接着剤４の散布量が不均一になる場合がある。貯留部６内に制御プレート８を配置することにより、散布工程中の第１隙間Ｇ１の近傍に堆積する接着剤４の量を制御し易くなるため、接着剤４の散布量のばらつきが抑制される。

連通口９は、第１隙間Ｇ１_Ｌ（つまり、ローラ７の貯留部６側の溝Ｄが初めて第１シート１の主面側に現れる方の第１隙間）の上方に配置されても良いし、第１隙間Ｇ１_Ｒ（つまり、第１シート１の主面側の溝Ｄが貯留部６側へと回り込む方の第１隙間）の上方に配置されても良い。前者の場合、散布工程の序盤から終盤にかけて、比較的多くの量の接着剤４が散布され、後者の場合、比較的少量の接着剤４が散布される。なかでも、第１シート１および第２シートが通気性を有する場合、得られる積層体の圧力損失の増大が抑制され易い点で、後者の場合が好ましい。

制御プレート８の第１領域Ｒ１側の主面と水平面との成す角度θは、５０〜８０度であることが好ましく、６０〜７０度であることがより好ましい。角度θがこの範囲であると、第１領域Ｒ１において、制御プレート８とローラ７の外周面に堆積する接着剤４との間に空間が形成され易くなって、接着剤４の散布量が制御され易い。角度θが小さすぎると、連通口９から第１領域Ｒ１に接着剤４が供給され難くなり、角度θが大きすぎると、ローラ７の外周面に堆積する接着剤４の量を制御することが困難になる。

図２に示すように、散布装置５は、ブレード１１を備えることが好ましい。これにより、接着剤４の散布量が制御し易くなる。ブレード１１は、例えば、ローラ７の軸方向に沿った長尺の板状体であり、ローラ７の外周面との間に第１隙間Ｇ１より狭い第２隙間Ｇ２が形成されるように、かつ、先端部が開口６Ａよりも第１シート１の主面側に突出するように配置される。ブレード１１は、例えば、所定の長さ（例えば、５００〜１０００ｍｍ）を有し、幅１０〜３０ｍｍ、厚み０．１〜２ｍｍの平板である。ブレード１１の材質は特に限定されないが、強度の観点から、金属であることが好ましい。ブレード１１に使用される金属の種類は特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等が挙げられる。第２隙間Ｇ２は、第１隙間Ｇ１より小さい限り特に限定されず、接着剤４の散布量等を考慮して適宜設定すれば良い。第２隙間Ｇ２は、例えば、０．０１〜０．０５ｍｍであっても良い。

ブレード１１を配置する場合、貯留部６内の接着剤４は、第１隙間Ｇ１_Ｌおよび第２隙間Ｇ２_Ｌを通って、第１シート１へと散布される。また、溝Ｄに埋め込まれた接着剤４は、ブレード１１の第２隙間Ｇ２_Ｒ側の端部によって掻き落とされて、第１シート１へと散布される。そのため、ブレード１１を移動させて第２隙間Ｇ２の大きさを変えることにより、接着剤４の散布量を容易に制御することができる。

散布装置５がブレード１１を備える場合、ブレード１１の外側に、ブレード押さえ１２を配置することが好ましい。ブレード押さえ１２は、先端部がブレード１１よりも第１シート１の主面側に突出しないように配置される。ブレード１１とブレード押さえ１２とは、例えば、図４Ａに示すように、複数のボルト１３によって固定される。ブレード押さえ１２によってブレード１１の位置が固定されるため、第２隙間Ｇ２を所定の大きさに制御し易くなる。ブレード押さえ１２は、ブレード１１の厚みが小さい場合（例えば、０．５〜３ｍｍ）に、特に有用である。ブレード１１の厚みが小さい場合、長尺の板状体であるブレード１１は、大きく波打ち易く、第２隙間Ｇ２の大きさが、ローラ７の軸方向に沿って、ばらつく場合があるためである。また、ローラ７の溝Ｄの加工精度によっても、第２隙間Ｇ２の大きさは、ローラ７の軸方向に沿って、ばらつく場合がある。

ブレード押さえ１２は、例えば、所定の長さ（例えば、５００〜１０００ｍｍ）を有し、幅１５〜４０ｍｍ、厚み２〜５ｍｍの平板である。ブレード押さえ１２の材質は特に限定されないが、強度の観点から、金属であることが好ましい。ブレード押さえ１２に使用される金属の種類は特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等が挙げられる。

特に、図４Ｂに示すように、複数のブレード押さえ１２Ａを、ローラ７の軸方向（つまり、ブレード１１の長尺方向）に沿って配置することが好ましい。ブレード押さえ１２が長尺である場合、ブレード押さえ１２の波打ちも大きくなり易い。そのため、ブレード１１を１枚の長尺のブレード押さえ１２で固定する場合、ローラ７の軸方向に沿って、第２隙間Ｇ２の幅がばらつく場合がある。ブレード押さえ１２を分割して、１枚のブレード押さえ１２Ａのブレード１１の長尺方向の長さを短くすることにより、ブレード押さえ１２Ａの波打ちを抑制することができる。また、この場合、複数のブレード押さえ１２Ａは、それぞれ１以上のボルト１３によってブレード１１に固定される。よって、複数のブレード押さえ１２Ａとブレード１１との距離は、各ブレード押さえ１２Ａを固定するそれぞれのボルト１３によって調整できる。そのため、第２隙間Ｇ２の大きさを、ブレード１１の波打ちの程度等を考慮して、ローラ７の軸方向に沿って一定にすることが容易となる。ブレード押さえ１２Ａの数は特に限定されず、ブレード１１の長さや波打ちの程度を考慮して適宜設定すれば良い。ブレード押さえ１２Ａの数は、例えば、２〜２０個であっても良い。

以下、積層体が濾材である場合を中心に、本発明の製造方法について説明するが、積層体の用途はこれに限定されるものではない。

（１）準備工程
準備工程では、第１シート１および第２シートを準備する。第１シート１は、例えば、積層体を支持する支持体（基材）であり、第２シートは、集塵機能を発揮するとともに、後述する第３繊維が第１シート１に堆積される場合には、第３繊維を外的負荷から保護する保護層として機能する。

第１シート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良い。第１シート１として、具体的には、樹脂シート、紙製のシート、織物、編物および不織布等の繊維構造体等が例示できる。なかでも、積層体を濾材として使用する場合、圧力損失の観点から、第１シート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、基材として適する不織布が形成され易い点で、第１シート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。

第１シート１が不織布である場合、第１シート１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。

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シート１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シート１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。

第１シート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以下であっても良い。シートの厚みＴとは、例えば、シートの任意の１０箇所の厚みの平均値である（以下、同じ）。厚みとは、シートの２つの主面の間の距離である。シートが不織布である場合、その厚みは、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、二値化処理された画像を用いても良い。

第１シート１の単位面積当たりの質量も特に限定されず、例えば、１０ｇ／ｍ^２以上、８０ｇ／ｍ^２以下であっても良く、３５ｇ／ｍ^２以上、６０ｇ／ｍ^２以下であっても良い。

第１シート１の圧力損失は特に限定されない。なかでも、第１シート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。第１シート１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。

第２シートは、例えば、上記方法により製造された不織布であっても良い。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シートは、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。

第２シートを構成する第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。

第２シートの厚みＴ２は特に限定されず、１００μｍ以上、５００μｍ以下であっても良く、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であっても良い。第２シートの単位面積当たりの質量も特に限定されず、１０ｇ／ｍ^２以上、５０ｇ／ｍ^２以下であっても良く、１０ｇ／ｍ^２以上、３０ｇ／ｍ^２以下であっても良い。

第２シートの圧力損失は、特に限定されない。なかでも、第２シート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シート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。

（２）電界紡糸工程
後述する接着剤散布工程の前に、第１シート１の接着剤が散布される主面に、電界紡糸法により繊維（第３繊維）を堆積させても良い（電界紡糸工程）。積層体を濾材として使用する場合、集塵性能の向上が期待できる。本工程において、第１シート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繊維を収集するコレクタとして機能する。第２シートは、第１シート１に堆積する第３繊維を保護する保護材としても機能する。この場合、第１シート１と第２シートとは、第３繊維を介して積層される。電界紡糸工程を行う場合、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を含む原料液を準備する。

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溶媒を含む繊維が形成される。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。

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、平均繊維径Ｄ３が細くなる易い点で、ＰＶＤＦが好ましい。

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およびＰＥＳを溶解し易い点で、ＤＭＡｃが好ましい。

堆積する第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。積層体を濾材として使用する場合、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ためである。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繊維の堆積量も、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／ｍ^２以上、１．５ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、０．２ｇ／ｍ^２以上、０．５ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、０．２ｇ／ｍ^２以上、０．８ｇ／ｍ^２以下であることが特に好ましい。

（３）接着剤散布工程
接着剤４は、図１に示すような散布装置５により、粒子状で第１シート１に散布される。これにより、接着剤４は、均一に第１シート１に散布される。粒子状の接着剤４の平均粒径Ｄ５０は特に限定されず、例えば、１５０〜３５０μｍであり、１８０〜３００μｍである。平均粒径Ｄ５０とは、レーザー回折式の粒度分布測定装置により求められる体積粒度分布におけるメディアン径である（以下、同じ）。

接着剤４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。接着剤４の融点は、６０〜１４０℃程度であることが好ましい。

積層不織布に付着する接着剤４の平均の質量も特に限定されないが、接着性および圧力損失の観点から、０．５ｇ／ｍ^２以上、１５ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、１ｇ／ｍ^２以上、１０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、３ｇ／ｍ^２以上、９ｇ／ｍ^２以下であることが特に好ましい。

（４）積層工程
最後に、接着剤４を介して、第１シート１に第２シートを積層させて、積層体が得られる。

上記のような積層不織布の製造方法は、例えば、ラインの上流から下流に第１シート１を搬送し、搬送される第１シート１の主面に第３繊維を堆積させた後、第２シートを積層する製造システムにより実施することが可能である。このような製造システムは、例えば、（１）第１シート１を搬送ベルトに供給する第１シート供給部と、（２）原料液から静電気力により第３繊維を生成させる電界紡糸機構を有する電界紡糸部と、（３）電界紡糸部から送り出される第１シートの上方から、接着剤４を散布する接着剤散布部と、（４）散布された接着剤４を溶融する加熱部と、（５）加熱部から送り出される第１シート１の上方から、第２シートを積層する第２シート積層部と、を具備する。

以下、図５を参照しながら、製造システムについて説明するが、以下のシステムおよび製造方法は、本発明を限定するものではない。図５は、積層体１７の製造システム２００の一例の構成を概略的に示す図である。製造システム２００は、積層体１７を製造するための製造ラインを構成している。

まず、第１シート１を準備する。製造システム２００では、第１シート１は、製造ラインの上流から下流に搬送される。製造システム２００の最上流には、ローラ状に捲回された第１シート１を内部に収容した第１シート供給部２０１が設けられている。供給部２０１は、モータ１６により第１供給リール１５を回転させて、第１供給リール１５に捲回された第１シート１を搬送ローラ１４に供給する。

第１シート１は、搬送ローラ１４により、電界紡糸ユニット（図示せず）を備える電界紡糸部２０２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、電界紡糸ユニットの上方に設置された第３繊維３の原料液２２を放出するための放出体２３と、放出された原料液２２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シート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、第１シート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。

電界紡糸ユニットおよび／または放出体が複数ある場合、電界紡糸ユニットごと、あるいは、放出体ごとに、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２２の吐出圧力、印加電圧、原料液２２の濃度、放出体２３と第１シート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２２の吐出圧力、印加電圧、原料液２２の濃度、第１シート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の第１シート１の主面と対向する側には、原料液２２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シート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シート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シート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シート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、放出口から第１シート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シート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。生成した第３繊維３は、第１シート１に堆積する。

第３繊維３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３繊維３の生成空間において、原料液２２から静電気力により第３繊維３を生成させ、生成した第３繊維３を第１シート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。

第３繊維３が堆積された後、第１シート１を、接着剤散布部２０３に搬送する。第１シート１は、搬送ローラ３１により搬送される。接着剤散布部２０３は、図1に示すような散布装置５を備える。接着剤散布部２０３では、第１シート１の第３繊維３が堆積された側から、散布装置５により、接着剤４が均一に散布される。

接着剤４が散布された後、第２シート２を積層する前に、加熱機器４２を備える加熱部２０４により、接着剤４を溶融させる。加熱部２０４では、第３繊維３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４の融点に応じて適宜設定すれば良い。加熱温度は、第１シート１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。

次いで、接着剤４が散布された第１シート１は、搬送ローラ４１により、第２シート積層部２０５に搬送される。第２シート積層部２０５では、第１シート１の上方から第２シート２が供給され、接着剤４および第３繊維３を介して第１シート１に積層される。第２シート２が長尺である場合、第１シート１と同様に、第２シート２は第２供給リール５２に巻き取られていても良い。この場合、第２シート２は、第２供給リール５２から捲き出されながら、第１シート１に積層される。第１シート１は、搬送ローラ５１により搬送される。

第２シート２を積層した後、積層体１７を挟んで上下に配置された一対の加圧ローラ５３（５３ａおよび５３ｂ）により圧力を加えながら積層体１７を加圧して、第１シート１と第２シート２とをさらに密着させても良い。

最後に、第２シート積層部２０５から積層体１７を搬出し、ローラ６１を経由して、より下流側に配置されている回収部２０６に搬送する。回収部２０６は、例えば、搬送されてくる積層体１７を捲き取る回収リール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。

本発明の積層体は、シート間の剥離が抑制されるため、空気清浄機、あるいは空調機の濾材、電池用の分離シート、燃料電池用のメンブレン、妊娠検査シート等の体外検査シート、細胞培養用等の医療用シート、防塵マスク等の防塵布や防塵服、化粧用シート、塵を拭き取る拭取シート等として、好適である。

１：第１シート、２：第２シート、３：第３繊維、４：接着剤、５：散布装置、６：貯留部、６Ａ：開口、７：ローラ、８：制御プレート、９：連通口、１０：回転軸、１１：ブレード、１２、１２Ａ：ブレード押さえ、１３：ボルト、１４、３１、４１、５１：搬送ローラ、１５：第１供給リール、１６：モータ、１７：積層体、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、４２：加熱機器、５２：第２供給リール、５３、５３ａ、５３ｂ：加圧ローラ、６１：ローラ、６２：回収リール、６３：モータ、２００：製造システム、２０１：第１シート供給部、２０２：電界紡糸部、２０３：接着剤散布部、２０４：加熱部、２０５：第２シート積層部、２０６：回収部

Claims

第１シートおよび第２シートを準備する準備工程と、
電界紡糸法により、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原料樹脂を含む前記繊維を生成させ、前記繊維を、前記第１シートの一方の主面に堆積させる電界紡糸工程と、
前記繊維が堆積された前記第１シートの前記主面に、前記主面の上方に配置された散布装置により、接着剤の粒子を散布する接着剤散布工程と、
前記第１シートに、前記接着剤を介して、前記第２シートを積層させる積層工程と、を具備し、
前記散布装置が、前記接着剤を貯留するとともに、前記主面に対向する開口を備える貯留部と、第１隙間が形成されるように、前記開口にはめ込まれたローラと、を備え、
前記ローラが、外周面に溝を有しており、
前記貯留部が、内部を横断するように配置された制御プレートを備えており、
前記制御プレートが、前記貯留部の内部を、前記開口側の第１領域と、前記第１領域以外の第２領域とに区画し、
前記第１領域と前記第２領域とは、連通口により連通しており、
前記連通口から、前記第２領域に貯留された前記接着剤が前記第１領域に供給され、
前記第１領域において、前記第１シートの前記主面とは反対側に位置する前記ローラの前記外周面に、前記連通口から供給された接着剤が堆積され、
前記接着剤散布工程が、前記ローラを回転させて、前記ローラの前記外周面の前記溝に埋められた前記接着剤を、前記第１隙間から前記主面に散布する、積層体の製造方法。
前記制御プレートの主面と水平面との成す角度が、５０〜８０度である、請求項１に記載の積層体の製造方法。
前記第１領域において、前記制御プレートと、前記外周面に堆積する前記接着剤と、の間に空間が形成されている、請求項１または２に記載の積層体の製造方法。
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原料樹脂を含む前記繊維を生成させ、前記繊維を、第１シートの一方の主面に堆積させる電界紡糸部と、
前記電界紡糸部の下流に配置されており、前記第１シートの前記主面に、接着剤の粒子を散布する接着剤散布部と、
前記接着剤散布部の下流に配置されており、前記第１シートに、前記接着剤を介して、第２シートを積層させる積層部と、を具備し、
前記接着剤散布部が、前記接着剤を貯留するとともに、前記主面に対向する開口を備える貯留部と、第１隙間が形成されるように、前記開口にはめ込まれたローラと、を備える散布装置を備え、
前記ローラが、外周面に溝を有しており、
前記貯留部が、内部を横断するように配置された制御プレートを備えており、
前記制御プレートが、前記貯留部の内部を、前記開口側の第１領域と、前記第１領域以外の第２領域とに区画し、
前記第１領域と前記第２領域とは、連通口により連通しており、
前記連通口から、前記第２領域に貯留された前記接着剤が前記第１領域に供給され、
前記第１領域において、前記第１シートの前記主面とは反対側に位置する前記ローラの前記外周面に、前記連通口から供給された接着剤が堆積され、
前記ローラが回転することにより、前記ローラの前記外周面の前記溝に充填された前記接着剤が、前記第１隙間から前記主面に散布される、積層体の製造装置。