JP2010070870A - 不織布の製造方法および不織布および不織布構造体および繊維製品 - Google Patents

Abstract

【課題】単繊維径が１０〜１０００ｎｍの極細繊維を用いた不織布の製造方法であって、工程性がよく、地合いに優れた不織布を製造することが可能な、不織布の製造方法および該製造方法により得られた不織布および不織布構造体および繊維製品を提供する。
【解決手段】繊維形成性熱可塑性ポリマーからなり単繊維径（Ｄ）が１０〜１０００ｎｍ、かつ該単繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００の範囲内である短繊維Ａを水に分散させて水分散体とした後、該水分散体をスプレー方式で噴霧することによりウエブを形成した後、該ウエブを乾燥することにより不織布を得た後、必要に応じてフィルターなどの繊維製品を得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、単繊維径が１０〜１０００ｎｍの極細繊維を用いた不織布の製造方法および該製造方法により得られた不織布および不織布構造体および繊維製品に関する。

従来、極細繊維を用いた不織布の製造方法としては、エレクトロスピニング法や湿式抄造法などが提案されている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、エレクトロスピニング法では、電極を必要とするためその生産性が悪いだけでなく、単独層での使用は非常に困難であり、他の布帛状物に積層する必要があった。一方、湿式抄造法では、ワイヤーパートでの繊維の脱落や、工程移行時の毛布（フェルト）汚れが発生するなど工程性が悪いという問題があった。
特開２００７−１０７１６０号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、単繊維径が１０〜１０００ｎｍの極細繊維を用いた不織布の製造方法であって、工程性がよく、地合いに優れた不織布を製造することが可能な、不織布の製造方法および該製造方法により得られた不織布および不織布構造体および繊維製品を提供することにある。

本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、単繊維径が１０〜１０００ｎｍでありかつ特定の長さを有する極細短繊維を水に分散させて水分散体とした後、該水分散体をスプレー方式で支持体に噴霧することによりウエブを得ると、工程性がよく、しかも地合いに優れた不織布を得ることができることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。

かくして、本発明によれば「繊維形成性熱可塑性ポリマーからなり単繊維径（Ｄ）が１０〜１０００ｎｍかつ該単繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００の範囲内である短繊維Ａを水に分散させて水分散体とした後、該水分散体をスプレー方式で噴霧することによりウエブを形成した後、該ウエブを乾燥することを特徴とする不織布の製造方法。」が提供される。

その際、前記短繊維Ａが、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなりかつその島径が１０〜１０００ｎｍである島成分と、前記の繊維形成性熱可塑性ポリマーよりもアルカリ水溶液に対して溶解しやすいポリマーからなる海成分とを有する海島型複合繊維にアルカリ減量加工を施し、前記海成分を溶解除去することにより、前記海島型複合繊維を、単繊維径Ｄが１０〜１０００ｎｍのマルチフィラメントとした後、該マルチフィラメントを、単繊維径Ｄに対する繊維長Ｌの比Ｌ／Ｄが１００〜２０００の範囲内となるようカットした短繊維であることが好ましい。また、前記短繊維Ａがポリエステル繊維であることが好ましい。また、前記水分散体において、前記短繊維Ａが水分散体の全重量に対して０．００１〜５重量％含まれることが好ましい。また、前記水分散体を５０〜３００メッシュの金網に噴霧することが好ましい。また、前記水分散体を繊維構造体に噴霧することが好ましい。

また、本発明によれば、前記の製造方法により製造された不織布が提供される。その際、かかる不織布において、前記短繊維Ａが不織布重量に対して６０重量％以上含まれることが好ましい。また、不織布の目付けが１〜３０ｇ／ｍ^２の範囲内であることが好ましい。

また本発明によれば、前記の不織布を、通気度が０．５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上の布帛に積層してなる不織布構造体が提供される。
また、本発明によれば、前記の不織布または不織布構造体を用いてなる、フィルター、孔版印刷用原紙、ワイパー、電池セパレーター、人工皮革、薄葉紙からなる群から選択されるいずれかの繊維製品が提供される。

本発明によれば、単繊維径が１０〜１０００ｎｍの極細繊維を用いた不織布の製造方法であって、工程性がよく、地合いに優れた不織布を製造することが可能な、不織布の製造方法および該製造方法により得られた不織布および不織布構造体および繊維製品が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明で用いる短繊維Ａはその単繊維径（すなわち、単繊維の直径）（Ｄ）が１０〜１０００ｎｍ（好ましくは１００〜８００ｎｍ、特に好ましくは５５０〜８００ｎｍ）であることが肝要である。かかる単繊維径を単糸繊度に換算すると、０．０００００１〜０．０１ｄｔｅｘに相当する。該単繊維径が１０００ｎｍを超える場合には、不織布に対する繊維の構成本数が少なくなるため地合いが悪くなり、また、短繊維Ａがスプレーノズルにつまりやすくなるため好ましくない。逆に、該単繊維径が１０ｎｍ未満の場合には、繊径の均一なものを製造することが難しく、また、金網を使用する場合には金網から繊維が脱落するおそれがあり好ましくない。ここで、単繊維の断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には、外接円の直径を単繊維径とする。なお、単繊維径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。

また、前記短繊維Ａにおいて、単繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００（好ましくは５００〜１５００）の範囲内であることが肝要である。該比（Ｌ／Ｄ）が１００未満の場合、繊維と繊維との絡みが弱く、ウエブ形成後乾燥工程までの搬送等において脱落等が発生し工程性が不安定となり好ましくない。逆に、該比（Ｌ／Ｄ）が２０００を越える場合、短繊維Ａの水分散性が不十分になる可能性が高くなり、また、短繊維Ａがスプレーノズルにつまりやすくなるため好ましくない。

前記短繊維Ａの繊維種類は限定されないが、ポリエステルからなるポリエステル繊維が好ましい。かかるポリエステルはジカルボン酸成分とジグリコール成分とから製造される。ジカルボン酸成分としては、主としてテレフタル酸が用いられることが好ましく、ジグリコール成分としては主としてエチレングリコール、トリメチレングリコール及びテトラメチレングリコールから選ばれた１種以上のアルキレングリコールを用いることが好ましい。また、ポリエステルには、前記ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に第３成分を含んでいてもよい。該第３成分としては、カチオン染料可染性アニオン成分、例えば、ナトリウムスルホイソフタル酸；テレフタル酸以外のジカルボン酸、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸；及びアルキレングリコール以外のグリコール化合物、例えばジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルフォンの１種以上を用いることができる。かかるポリエステルとしては、ポリ乳酸などの生分解性を有するポリエステル、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルであってもよい。また、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。さらには、ポリ乳酸やステレオコンプレックスポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルであってもよい。該ポリエステルポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。

また、前記短繊維Ａが、海成分と島成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去して得られた糸条であることが好ましい。例えばまず、下記のような海島型複合繊維用の海成分ポリマーと島成分ポリマーを用意する。

まず、海成分を形成するアルカリ水溶液易溶解性ポリマーの、島成分を形成する繊維形成性熱可塑性ポリマーに対する溶解速度比が２００以上（好ましくは３００〜３０００）であると、島分離性が良好となり好ましい。溶解速度が２００倍未満の場合には、繊維断面中央部の海成分を溶解する間に、分離した繊維断面表層部の島成分が、繊維径が小さいために溶解されるため、海相当分が減量されているにもかかわらず、繊維断面中央部の海成分を完全に溶解除去できず、島成分の太さ斑や島成分自体の溶剤侵食につながり、均一な繊維径の極細繊維が得ることができないおそれがある。

海成分を形成する易溶解性ポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル類、脂肪族ポリアミド類、ポリエチレンやポリスチレン等のポリオレフィン類を好ましい例としてあげることができる。更に具体例を挙げれば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとして、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが最適である。ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などを言う。これ以外にも、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリスチレンに対するトリクロロエチレン等やポリエチレン（特に高圧法低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン）に対する熱トルエンやキシレン等の炭化水素系溶剤、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例として挙げることができる。

ポリエステル系ポリマーの中でも、５−ナトリウムスルホイソフタル酸６〜１２モル％と分子量４０００〜１２０００のポリエチレングリコールを３〜１０重量％共重合させた固有粘度が０．４〜０．６のポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ましい。ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなってブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じる可能性がある。また、共重合量が１０重量％以上になると、溶融粘度低下作用があるので、好ましくない。

一方、島成分を形成する難溶解性ポリマーとしては、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリオレフィン類などが好適な例として挙げられる。具体的には、機械的強度や耐熱性を要求される用途では、ポリエステル類では、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、これらを主たる繰返し単位とする、イソフタル酸や５−スルホイソフタル酸金属塩等の芳香族ジカルボン酸やアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸やε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸縮合物、ジエチレングリコールやトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等のグリコール成分等との共重合体が好ましい。また、ポリアミド類では、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド類が好ましい。一方、ポリオレフィン類は酸やアルカリ等に侵され難いことや、比較的低い融点のために極細繊維として取り出した後のバインダー成分として使える等の特徴があり、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、無水マレイン酸などのビニルモノマーのエチレン共重合体等を好ましい例としてあげることができる。さらに島成分は丸断面に限らず、異型断面であってもよい。特にポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、イソフタル酸共重合率が２０モル％以下のポリエチレンテレフタレートイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、等の脂芳族ポリエステル類、あるいは、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド類が、高い融点による耐熱性や力学的特性を備えているので、特許文献２に記載されているようなポリビニルアルコール／ポリアクリロニトリル混合紡糸繊維からなる極細フィブリル化繊維に比べ、耐熱性や強度を要求される用途へ適用でき、好ましい。

なお、海成分を形成するポリマーおよび島成分を形成するポリマーについて、製糸性および抽出後の極細短繊維の物性に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂等の離型改良剤、等の各種添加剤を含んでいても差しつかえない。

前記の海島型複合繊維において、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも大きいことが好ましい。かかる関係にある場合には、海成分の複合重量比率が４０％未満と少なくなっても、島同士が接合したり、島成分の大部分が接合して海島型複合繊維とは異なるものになり難い。

好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０、特に１．３〜１．５の範囲である。この比が１．１倍未満の場合には溶融紡糸時に島成分が接合しやすくなり、一方２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸調子が低下しやすい。

次に島数は、１００以上（より好ましくは３００〜１０００）であることが好ましい。また、その海島複合重量比率（海：島）は、２０：８０〜８０：２０の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、島間の海成分の厚みを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になるので好ましい。ここで海成分の割合が８０％を越える場合には海成分の厚みが厚くなりすぎ、一方２０％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に接合が発生しやすくなる。

さらに、前記の海島型複合繊維において、島径（Ｘｄ）と島間の海の厚み（Ｓ）が以下の関係式を満たすことが好ましい。ここで、Ｓ／Ｘｄ値が０．５より大である場合には、高速紡糸性が悪くなる、また延伸倍率を上げることができないので、海島繊維の延伸糸物性そして海溶解後の極細繊維強度が低くなるおそれがある。逆に、Ｓ／Ｘｄ値が０．００１より小である場合には島同士が膠着する可能性がある。
０．００１≦Ｓ／Ｘｄ≦０．５

溶融紡糸に用いられる口金としては、島成分を形成するための中空ピン群や微細孔群を有するものなど任意のものを用いることができる。例えば、中空ピンや微細孔より押し出された島成分とその間を埋める形で流路を設計されている海成分流とを合流し、これを圧縮することにより海島断面が形成されるといった紡糸口金でもよい。好ましく用いられる紡糸口金例は特開２００７−１０７１６０号公報の図１および図２であるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。なお図１は、中空ピンを海成分樹脂貯め部分に吐出してそれを合流圧縮する方式であり、図２は、中空ピンのかわりに微細孔方式で島を形成する方法である。吐出された海島型複合繊維は冷却風により固化され、所定の引き取り速度に設定した回転ローラーあるいはエジェクターにより引き取られ、未延伸糸を得る。この引き取り速度は特に限定されないが、２００m/分〜５０００m/分であることが望ましい。２００m/分以下では生産性が悪い。また、５０００m/分以上では紡糸安定性が悪い。

得られた未延伸糸は、海成分を抽出後に得られる超極細繊維の用途・目的に応じて、そのままカット工程あるいはその後の抽出工程に供してもよいし、目的とする強度・伸度・熱収縮特性に合わせるために、延伸工程や熱処理工程を経由して、カット工程あるいはその後の抽出工程に供することができる。延伸工程は紡糸と延伸を別ステップで行う別延方式でもよいし、一工程内で紡糸後直ちに延伸を行う直延方式を用いてもかまわない。

次いで、かかる海島型複合繊維にアルカリ減量加工を施す。ここで、前記海島型複合繊維に予めアルカリ減量加工を施すことにより、単繊維径Ｄが１０〜１０００ｎｍの繊維とした後に、所定の長さにカットすることが好ましい。海島型複合繊維を短くカットした後にアルカリ減量加工を施してもよいが、アルカリ減量時の攪拌により繊維同士の絡みが生じて分散性が悪化するという問題や、アルカリ減量加工時に生じる微小な繊維収縮により繊維長のバラツキや収縮による繊維同士の絡みのため分散性が悪化するという問題が発生するおそれがある。

投入するトウ（海島型複合繊維の束）の総繊度としては、１０万〜５００万ｄｔｅｘ（より好ましくは５０万〜２００万ｄｔｅｘ）の範囲内であることが好ましい。該総繊度が１０万ｄｔｅｘ未満では、アルカリ減量加工としては安定しているものの、生産性が悪くなるおそれがある。逆に、該総繊度が５００万ｄｔｅｘを越えると、繊維が収束しすぎるため、繊維とアルカリ液との接触が不十分となり、海成分を十分に溶解できないおそれがある。

また、アルカリ減量加工を施す際の海島型複合繊維（トウ）の長さについては、１０〜５０００ｍ（より好ましくは３０〜２０００ｍ）の範囲内であることが好ましい。該長さが１０ｍ未満では、連続的なアルカリ減量処理を施すには短すぎ、前後ロスが多くなって、その結果、収率が下がるおそれがあり好ましくない。逆に、該長さが５０００ｍを越えると、繊度を大きくするための工程の作業性が悪くなり、部分的なゆるみ等を生じやすくなって、品質のバラツキの要因となるおそれがある。

また、繊維とアルカリ液の比率（浴比）は０．１〜５％である事が好ましく、さらには０．４〜３％である事が好ましい。０．１％未満では繊維とアルカリ液の接触は多いものの、排水等の工程性が困難となるおそれがある。一方、５％以上では繊維量が多過ぎるため、アルカリ減量加工時に繊維同士の絡み合いが発生するおそれがある。なお、浴比は下記式にて定義する。
浴比（％）＝（繊維質量（ｇｒ）／アルカリ水溶液質量（ｇｒ）×１００）

また、アルカリ減量加工の処理時間は５〜６０分である事が好ましく、さらには１０〜３０分である事が好ましい。５分未満ではアルカリ減量が不十分となるおそれがある。一方、６０分以上では島成分までも減量されるおそれがある。
また、アルカリ減量加工において、アルカリ濃度は２％〜１０％である事が好ましい。２％未満では、アルカリ不足となり、減量速度が極めて遅くなるおそれがある。一方、１０％を越えるとアルカリ減量が進みすぎ、島部分まで減量されるおそれがある。

特に、下記式で定義するアルカリ減量係数は２０〜４００である事が好ましく、さらには４０〜２００である事が好ましい。２０未満ではアルカリ減量が不十分となり、目的とした超極細繊維（島成分）を取り出す事ができないおそれがある。４００を超える場合、海成分だけでなく、島成分まで減量が進むおそれがある。
アルカリ減量定数Ｋ＝Ｂ×Ｃ÷Ａ
ただし、Ａ：浴比（繊維質量（ｇｒ）／アルカリ水溶液質量（ｇｒ）×１００）、Ｂ：処理時間（分）、Ｃ：アルカリ濃度（％）である。

また、アルカリ減量加工において、下記式で定義するアルカリ液温度定数が０．４〜０．８である事が好ましい。０．４未満ではアルカリ液の温度が低く、減量速度が上がり難い為、所定の減量率を確保し、島部分を取り出す事が困難となるおそれがある。一方、０．８を超える場合、島成分のガラス転移点付近となり、海成分だけでなく、島成分に関しても減量が開始されるおそれがある。
アルカリ液温度定数＝（アルカリ液温度−Ｔｇａ）／（Ｔｇｂ−Ｔｇａ）
ただし、Ｔｇａ：前記アルカリ水溶液易溶解性ポリマーのガラス転移点、Ｔｇｂ： 前記繊維形成性熱可塑性ポリマーのガラス転移点：である。

アルカリ減量の方法としては、前記のようなトウ（海島型複合繊維の集合体）を連続的にアルカリ液に投入し、所定の条件、時間で処理した後に、酢酸、シュウ酸などの有機酸を使用して中和、希釈を進め最終的に脱水する方法などがあげられる。

次いで、カット工程に持ち込む。その際、繊維の水分率を繊維重量対比２０〜２００％（より好ましくは３０〜１００％）の範囲内とすることが好ましい。該水分率が２０％未満では、海島型複合繊維の海成分を溶解して得られたマルチフィラメントＡ同士が密着しすぎ、カット性が悪くなるおそれがある。逆に、該水分率が２００％を越えると、マルチフィラメントをカット工程に送る際に水分がしみだし、水分率の安定化がはかれず、結果としてカット性に斑を生じるおそれがある。

また、繊維の分散性を高めるために分散剤（例えば、高松油脂（株）製の型式ＹＭ−８１）を繊維表面に、繊維重量に対して０．１〜５．０重量％付着させることが好ましい。この工程は、アルカリ減量後カット前でも最終カット後に行ってもよいが、アルカリ減量後カット前に行うと、繊維全体に均一に付着させることができ好ましい。

次に、かかる複合繊維を、島径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００の範囲内となるようにカットすることにより短繊維Ａを得る。なお、前記のカットは、マルチフィラメントを数十本〜数百万本単位に束ねたトウにしてギロチンカッターやロータリーカッターなどでカットすることが好ましい。

次に、前記短繊維Ａを水に分散させて水分散体を得る。その際、該水分散体において、前記短繊維Ａが水分散体の全重量に対して０．００１〜５重量％（より好ましくは０．０５〜１重量％）含まれることが好ましい。前記短繊維Ａの重量比率が０．００１重量％未満の場合、ウエブを形成する際に多くの水を含んだ状態で噴霧するためその水によってウエブ乱れが発生し地合いが不良になるおそれがある。逆に、前記短繊維Ａの重量比率が５重量％よりも大きい場合、水分散体の粘性が高くなりすぎてスプレーノズルへの詰まりが発生するおそれがある。

また、前記の水分散体に前記短繊維Ａ以外の他の繊維を、重量比（前記短繊維Ａ：他の繊維）で６０：４０〜１００：０の範囲内となるよう混合してもよい。その際、かかる他の繊維としては、単繊維径（Ｄ）が１０００ｎｍより大で１０μｍ以下、かつ該単繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が５００〜１５００の範囲内の短繊維が好ましい。他の繊維において、単繊維径（Ｄ）が１０μよりも大きいと繊維径が大きすぎるためスプレーノズルへの詰まりが発生するおそれがある。また、該他の繊維において、比（Ｌ／Ｄ）が５００未満では粉状態に近づくため、繊維と繊維との絡みが弱く、ウエブ形成後乾燥工程までの搬送等において脱落等が発生し工程性が不安定となるおそれがある。逆に、比（Ｌ／Ｄ）が１５００を越えると水分散体（スラリー）を攪拌する際に核となり欠点形成の可能性が高くなるおそれがある。また、かかる他の繊維の種類は、前記のポリエステルからなるポリエステル繊維が好ましい。

前記短繊維Ａおよび／または他の繊維において、繊維の形態としては、単独ポリマーからなる繊維でもよいし、芯鞘型複合繊維やサイドバイサイド型複合繊維でもよい。また、繊維の単繊維横断面形状は、通常の丸断面でもよいし、異型断面でもよい。
なお、前記の水分散体には、増粘剤、分散剤、消泡剤といった助剤を添加してもなんらさしつかえない。

次に、前記水分散体をスプレー方式で噴霧することによりウエブを形成する。その際、用いるスプレー噴霧装置としては特に限定されないが、生産性等の観点から、噴霧直前に圧縮空気と混合させて噴霧する２次流体のタイプ（例えば、（株）いけうち製、型式：ＢＩＭＶ１１０１５）が好ましい。また、噴霧ノズルの形状についても特に制限はないが、均一なウエブを形成する上でスリット型ノズルよりも丸型ノズルのほうが好ましい。

また、前記水分散体をスプレー方式で噴霧する際、噴霧を受ける支持体としては、効果的に繊維と水とを分離し、乾燥工程における熱に耐え、かつ速やかにウエブを乾燥させるためある程度通気性があるほうがよいので、５０〜３００メッシュの金網または繊維構造体が好ましい。その際、繊維構造体としては、長繊維不織布（スパンボンド）や極細繊維不織布（メルトブロー）、その積層体（ＳＭ：スパンボンド／メルトブロー、ＳＭＳ：スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド）、乾式不織布（ニードルパンチ法、エアレイド法、スパンレース法、サーマルボンド法、レジンボンド法等）、湿式不織布（湿式抄造法、湿式スパンレース法等）などの不織布が好ましい。また、織物や編物等を用いる事もなんら問題ない。さらに、マトリックス繊維を低融点バインダー繊維で固着させた繊維構造体（ウレタンフォーム代替クッション材）や各種吸音材でもよい。特に通気度が０．５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上（好ましくは５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上）の布帛（不織布または織物または編物）であると、ウエブが乾燥しやすく好ましい。なお、支持体として布帛を用いる場合、最終的に得られるものは、布帛に不織布が積層された不織布構造体である。

次に、前記のウエブを乾燥することにより不織布を得る。ここで、乾燥の方法としては、メッシュに積層されたウエブをエアースルードライヤーで乾燥させることが好ましいが、これ以外にも抄紙工程で用いるような、ドラム型乾燥（ヤンキードライヤーや多筒ドライヤー等）を用いても何ら問題ない。

また、ウエブを乾燥させた後に、密度アップ、表面平滑、強度アップ等の特性を確保するために、金属／金属ローラー、金属／ペーパーローラー、金属／弾性ローラー等に言ったカレンダー／エンボスを施しても良い。さらには、高圧水流でより繊維同士を絡める事が出来る、スパンレース（ウォーターニードル）処理、通常の染色加工、起毛加工が施されていてもよい。さらには、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。

かくして得られた不織布は従来の湿式抄造法で得られた不織布よりも地合いに優れる。また、湿式抄造法のような大掛りな装置を必要としないため工程性に優れる。また、かかる不織布において、目付けが１〜３０ｇ／ｍ^２（より好ましくは３〜１５ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。該目付けが１ｇ／ｍ^２未満では繊維同士の絡み合いが極めて弱く、シートを維持するだけの最低限の強度を確保する事が難しくなるおそれがある。一方、該目付けが３０ｇ／ｍ^２を超える場合、そのスラリー濃度から、ウエブ形成の際に大量の水を持ち込んでおり、たとえ金網により水と繊維を分離したとしても、その乾燥には大量のエネルギーを必要とするおそれがある。また、かかる不織布には前記のように他の繊維が含まれていてもよい。

前記不織布は、地合いが極めて良好なので各種フィルターとして極めて好適に使用することができるが、孔版印刷用原紙、ワイパー、電池セパレーター、人工皮革、薄葉紙などとしても使用することができる。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）溶融粘度
乾燥処理後のポリマーを紡糸時のルーダー溶融温度に設定したオリフィスにセットして５分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときのせん断速度と溶融粘度をプロットする。そのプロットをなだらかにつないで、せん断速度−溶融粘度曲線を作成し、せん断速度が１０００秒^−１の時の溶融粘度を見る。
（２）島径の測定
透過型電子顕微鏡ＴＥＭで、倍率３００００倍で繊維断面写真を撮影し、測定した。ＴＥＭの機械によっては測長機能を活用して測定し、また無いＴＥＭについては、撮った写真を拡大コピーして、縮尺を考慮した上で定規にて測定すればよい。ただし、繊維径は、繊維断面における長径の平均値（ｎ数＝２０）を用いた。
（３）繊維長
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、海成分溶解除去前の超極細短繊維を基盤上に寝かせた状態とし、２０〜５００倍で測定した。ＳＥＭの測長機能を活用して測定した。
（４）引張り強度（裂断長）
ＪＩＳ Ｐ８１１３（紙及び板紙の引張強さ試験方法）に基づいて実施した。
（５）伸度
ＪＩＳ Ｐ８１３２（紙及び板紙の伸び試験方法）に基づいて実施した。
（６）目付
ＪＩＳ Ｐ８１２４（紙のメートル坪量測定方法）に基づいて実施した。
（７）厚み
ＪＩＳ Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の試験方法）に基づいて実施した。
（８）密度
ＪＩＳ Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の試験方法）に基づいて実施した。
（９）通気度
ＪＩＳ Ｌ１９１３（一般短繊維不織布試験方法）に基づいて測定した。

［実施例１］
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・ｓｅｃのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・ｓｅｃである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。アルカリ減量速度差は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸し短繊維Ａ用繊維を得た。この繊維を束ねて、５０万ｄｔｅｘにした後、４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて、浸漬時間１５分になるように速度を調整し、１０％減量したナノファイバーとなった。これを、回転式カッターを用いて、１０００μｍにカットして、繊維径と繊維長が比較的均一である短カットナノファイバーを得た（７５０ｎｍ、１ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１３３３）。この短カットナノファイバーを水中に投入し（スラリー濃度０．１％）、少量の抄紙助剤（分散剤：高松油脂(株)、ＹＭ−８１、消泡剤：ＧＥ東芝シリコーン、ＴＳＡ−７３０）を少量添加し、撹拌する事で、均一なスラリー（水分散体）を得る事ができた。このスラリーをスプレーノズル（株）いけうち製、型式：ＢＩＭＶ１１０１５より２００メッシュの金網に均一に噴霧（空気圧：３ｋｇ／ｃｍ^２、液圧：２．０ｋｇ／ｃｍ^２）する事でウエブを形成する事ができた。このウエブをエアースルードライヤー（温度：２００℃）で３分処理する事で、完全に乾燥した状態の不織布を得る事ができた。得られた不織布の物性を表１に示す。

［実施例２］
実施例１で用いた短繊維Ａと通常の方法で得られた抄紙用短繊維（帝人ファイバー株式会社、ポリエステル繊維、登録商標：テピルス、銘柄：ＴＭ０４ＰＮ ＳＤ０．１ｄｔ×３ｍｍ、繊維径３．５μｍ、繊維長３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝８５７）を重量比で８０／２０で混合した以外は同様の方法で不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。

［実施例３］
実施例１の２００メッシュの上にウエブを形成するのではなく、ポリエチレンテレフタレート製長繊維不織布（スパンボンド、５０ｇ／ｍ^２）の上にウエブを形成し、熱処理を施すこと以外は同様の方法で不織布（不織布構造体）を得た。得られた不織布（不織布構造体）の物性を表１に示す。なお、表１における性量および強伸度は不織布構造体としての性量および強伸度である。
次いで、該不織布構造体を用いてフィルターを得たところ、高品質であった。

［実施例４］
実施例１の条件において、乾燥方式をドラム型乾燥（１４０℃、２分）に変更する以外は同様の方法で不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。

［実施例５］
実施例４で得られた不織布をカレンダー加工（金属ローラー／ペーパーローラー、速度１ｍ／ｍｉｎ、温度１６０℃、圧力１２０ｋｇ／ｃｍ）を施し不織布を得た。得られた不織布の物性を表１に示す。
次いで、該不織布を用いて薄葉紙、孔版印刷用原紙、ワイパー、電池セパレーター、人工皮革を得たところ、高品質であった。

［比較例１］
実施例１で使用した短繊維Ａの繊維長を３ｍｍにした短カットナノファイバー（７５０ｎｍ、３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４０００）にする以外は同様の方法で不織布を得た。繊維長が長くなる（アスペクト比が大きくなる）事で、スプレーノズルからの排出性が悪く、生産性が悪くなるだけでなく、地合いの乱れた不織布となった。得られた不織布の物性を表１に示す。

［実施例６］
実施例２で用いた短カットナノファイバーと抄紙用短繊維の比率を５０／５０に変更する以外は同様の方法で不織布を得た。短カットナノファイバーの比率が低下した為、地合いが悪くなると共に、繊維同士の絡みが小さくなり強度の弱い不織布となった。得られた不織布の物性を表１に示す。

［参考例１］
実施例１において、スラリー濃度を８％として生産性を上げるべく実験を試みた。部分的に取れたウエブも地合いが乱れた為、後の乾燥工程に移行出来ないだけでなく、ノズル詰まりを起こした為、実験を終了した。

［比較例２］
実施例１の短繊維Ａを用いて湿式抄造法で不織布を製造した。ウエブ形成が可能であったが、ワイヤーからら水を抜くだけである為、繊維同士の絡みが殆ど無い事から、乾燥工程の際に紙切れを起こしサンプルを確保する事が出来なかった。

本発明によれば、単繊維径が１０〜１０００ｎｍの極細繊維を用いた不織布の製造方法であって、工程性がよく、地合いに優れた不織布を製造することが可能な、不織布の製造方法および該製造方法により得られた不織布および不織布構造体および繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。

Claims (11)

1. 繊維形成性熱可塑性ポリマーからなり単繊維径（Ｄ）が１０〜１０００ｎｍかつ該単繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００の範囲内である短繊維Ａを水に分散させて水分散体とした後、該水分散体をスプレー方式で噴霧することによりウエブを形成した後、該ウエブを乾燥することを特徴とする不織布の製造方法。
2. 前記短繊維Ａが、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなりかつその島径が１０〜１０００ｎｍである島成分と、前記の繊維形成性熱可塑性ポリマーよりもアルカリ水溶液に対して溶解しやすいポリマーからなる海成分とを有する海島型複合繊維にアルカリ減量加工を施し、前記海成分を溶解除去することにより、前記海島型複合繊維を、単繊維径Ｄが１０〜１０００ｎｍのマルチフィラメントとした後、該マルチフィラメントを、単繊維径Ｄに対する繊維長Ｌの比Ｌ／Ｄが１００〜２０００の範囲内となるようカットした短繊維である、請求項１に記載の不織布の製造方法。
3. 前記短繊維Ａがポリエステル繊維である、請求項１または請求項２に記載の不織布の製造方法。
4. 前記水分散体において、前記短繊維Ａが水分散体の全重量に対して０．００１〜５重量％含まれる、請求項１〜３のいずれかに記載の不織布の製造方法。
5. 前記水分散体を５０〜３００メッシュの金網に噴霧する、請求項１〜４のいずれかに記載の不織布の製造方法。
6. 前記水分散体を繊維構造体に噴霧する、請求項１〜５のいずれかに記載の不織布の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載された製造方法により製造された不織布。
8. 前記短繊維Ａが不織布重量に対して６０重量％以上含まれる、請求項７に記載の不織布。
9. 不織布の目付けが１〜３０ｇ／ｍ^２の範囲内である、請求項７または請求項８に記載の不織布。
10. 請求項７〜９のいずれかに記載の不織布を、通気度が０．５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上の布帛に積層してなる不織布構造体。
11. 請求項７〜１０のいずれかに記載の不織布または不織布構造体を用いてなる、フィルター、孔版印刷用原紙、ワイパー、電池セパレーター、人工皮革、薄葉紙からなる群から選択されるいずれかの繊維製品。