JP2017031528A - 積層不織布および空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】剥離不良の少ない積層不織布の提供。【解決手段】第１繊維１Ｆ及び第２繊維２Ｆを含む第１不織布１と、第１不織布１に積層され、第３繊維３Ｆを含む第２不織布３と、第１不織布１と第２不織布２との間に介在する接着剤４と、を備えており、第２繊維２Ｆの平均繊維径Ｄ２が、３μｍ以下であり、第１繊維１Ｆの平均繊維径Ｄ１および前記平均繊維径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たし、第１不織布１が、第１繊維１Ｆを含む基材層１ａと、第２不織布２に対向する主面側に配置される、第１繊維１Ｆ及び第２繊維２Ｆを含む複合層１ｂと、を含み、複合層１ｂが、第１領域および第２領域を有し、前記第２領域における第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量が、前記第１領域における第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量の６０％未満であり、前記第１領域と前記第２領域とが混在している、積層不織布１０Ａ。【選択図】図１

Description

本発明は、積層不織布に関し、例えば、空気清浄機の濾材に用いられる積層不織布に関する。

空気清浄機等に用いられる濾材として、基材として機能する不織布と集塵機能を備える他の不織布との間に、基材よりも平均繊維径の小さな繊維を含む不織布が積層された、積層不織布を用いることが提案されている（特許文献１）。

国際公開第２０１３／１２１７３３号パンフレット

しかし、特許文献１の積層不織布は、プリーツ形状に成形する際、基材から集塵機能を備える他の不織布が剥離する場合がある。その結果、積層不織布を濾材として用いる場合、集塵効率が著しく低下する。

本発明の一局面は、第１繊維および第２繊維を含む第１不織布と、前記第１不織布に積層され、第３繊維を含む第２不織布と、前記第１不織布と前記第２不織布との間に介在する接着剤と、を備えており、前記第２繊維の平均繊維径Ｄ２が、３μｍ以下であり、前記第１繊維の平均繊維径Ｄ１および前記平均繊維径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たし、前記第１不織布が、前記第１繊維を含む基材層と、前記第２不織布に対向する主面側に配置される、前記第１繊維および前記第２繊維を含む複合層と、を含み、前記複合層が、第１領域および第２領域を有し、前記第２領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量が、前記第１領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量の６０％未満であり、前記第１領域と前記第２領域とが混在している、積層不織布に関する。

本発明の他の一局面は、第１繊維および第２繊維を含む第１不織布と、前記第１不織布に積層され、第３繊維を含む第２不織布と、前記第１不織布と前記第２不織布との間に介在する接着剤と、を備えており、前記第２繊維の平均繊維径Ｄ２が、３μｍ以下であり、前記第１繊維の平均繊維径Ｄ１および前記平均繊維径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たし、前記第１不織布が、前記第１繊維を含む基材層と、前記第２不織布に対向する主面側に配置される、前記第１繊維および前記第２繊維を含む複合層と、を含み、前記接着剤を前記主面２Ａから見た形状が、ドット状であり、前記接着剤が、前記第２繊維と接触する第１ドット領域と、前記第２繊維と接触しない第２ドット領域と、を含む、積層不織布に関する。

本発明のさらに他の一局面は、気体の吸い込み部と、前記気体の吐き出し部と、前記吸い込み部と前記吐き出し部との間に配置される、上記積層不織布と、を備える、空気清浄機に関する。

本発明によれば、積層不織布において、第２不織布の剥離を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る積層不織布の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る第１不織布における、第１領域および第２領域を模式的に示す上面図である。 本発明の他の一実施形態に係る積層不織布の要部を模式的に示す上面図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明の一実施形態に係る積層不織布の製造に用いられる製造システムの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る空気清浄機を模式的に示す斜視図である。

従来、集塵機能を備える不織布と基材よりも平均繊維径の小さな繊維を含む不織布とは、接着剤を用いて接着されている。例えば、基材と基材よりも平均繊維径の小さな繊維を含む不織布との積層体に、接着剤として熱可塑性樹脂を散布した後、上記集塵機能を備える不織布が積層される。

一方、平均繊維径の小さな繊維は、例えば、電界紡糸法により基材上に堆積される。つまり、平均繊維径の小さな繊維を含む不織布は、基材上に接着剤を介さずに積層される。電界紡糸法では、平均繊維径の小さな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、平均繊維径の小さな繊維が生成される。平均繊維径の小さな繊維は、溶媒を含んだ状態で基材上に堆積するため、基材を構成する繊維と密着して、両者は接合される。

つまり、基材を構成する繊維（第１繊維）と平均繊維径の小さな繊維（第２繊維）とは、繊維同士の点接着によって接着されている。そのため、第２繊維は、基材から剥離し易い。第２繊維が基材から剥離すると、第２繊維に接着剤を介して接着する上記集塵機能を備える不織布（第２不織布）も、基材から剥離する。第２不織布の剥離を抑制するには、第１繊維と第２繊維とを接着剤を用いて接着すれば良いが、製造工程および製造コストが増加する。

そこで、本発明では、第２繊維を、基材の第２不織布に対向する主面側に、第１繊維との複合層として配置する。すなわち、第１繊維を含む基材層と第１繊維および第２繊維を含む複合層とを備える第１不織布の複合層と、第２不織布とを、接着剤により接合する。このとき、第２繊維は、上記のような不織布の状態ではなく、第１繊維同士の間隙に埋没して、第１繊維と接合している。そのため、第２繊維と第１繊維とは分離し難い。

さらに、本発明の第１実施形態では、第２繊維は、複合層に、第２繊維の密な領域と疎な領域とが、混在した状態で形成されるように配置されている。そのため、第１不織布の複合層に接着剤を塗布した後、第２不織布を積層する場合、第２不織布の少なくとも一部は、接着剤を介して直接的に（すなわち、第２繊維を介さずに）第１繊維に接着される。これにより、製造工程および製造コストを増加させることなく、第２不織布の剥離を抑制することができる。一方、第１不織布は、第２繊維の密な領域を備えるため、集塵効率の低下は抑制される。

また、本発明の第２実施形態では、粒子状の接着剤の少なくとも一部が、第１繊維に、第２繊維を介さずに直接に散布されている。すなわち、接着剤は、第２繊維と接触するドット状の第１ドット領域と、第２繊維と接触しないドット状の第２ドット領域とを含む。これにより、第２不織布の少なくとも一部は、接着剤を介して直接的に第１繊維に接着される。これにより、製造工程および製造コストを増加させることなく、第２不織布の剥離を抑制することができる。さらに、接着剤をドット状に配置することにより、圧力損失が低く抑えられる。

以下、本発明に係る積層不織布について、空気清浄機の濾材に適する形態として、具体的に説明するが、積層不織布の用途はこれに限定されるものではない。
本発明に係る積層不織布は、第１繊維および第２繊維を含む第１不織布と、第１不織布に積層され、第３繊維を含む第２不織布と、第１不織布と第２不織布との間に介在する接着剤と、を備える。

第１不織布は、第１繊維を含む基材層と、第１不織布の第２不織布に対向する主面側に配置され、第１繊維および第２繊維を含む複合層とを含む。基材層は、積層不織布の形状を保持する機能を有する。例えば、積層不織布をプリーツ加工する場合、基材層によってプリーツの形状は保持される。複合層は、集塵効果を発揮する。

このような第１不織布は、第１繊維を含む基材上に、例えば電界紡糸法を用いて第２繊維を堆積させることにより得ることができる。このとき、例えば、第２繊維の堆積量を少なくする。これにより、基材に堆積する第２繊維のほとんど（例えば、９０質量％以上）は第１繊維同士の間隙に埋没して、上記複合層を形成する。そのため、第１繊維と第２繊維とが分離することが抑制される。また、複合層の第２繊維は、自己支持性を備える層を形成していない。そのため、第２繊維の一部が第１繊維から分離しても、他の第２繊維が連鎖的に分離するという事態は生じ難い。

以下、第１繊維を含む基材上に、電界紡糸法により第２繊維を堆積させて、第１不織布を作製する場合を例に挙げて説明する。

第１不織布（基材層と複合層との合計）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Ｔは、具体的には、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Ｔとする。上記厚みＴ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。

複合層の厚みは、集塵効率の観点から、０．１μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上、１μｍ以下であることがより好ましい。言い換えれば、第２繊維は、第１不織布の厚み方向に、第１不織布の一方の主面から２μｍまでの領域に配置されることが好ましく、第１不織布の一方の主面から１μｍまでの領域に配置されることがより好ましい。

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、形状保持の観点から、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、基材の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、基材に含まれる任意の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Ｄ３およびＤ２についても同じである。

基材は、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、基材として適する点で、基材は、湿式法により製造されることが好ましい。圧力損失の観点から、基材の単位面積当たりの質量は、１０ｇ／ｍ²以上、８０ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、３５ｇ／ｍ²以上、６０ｇ／ｍ²以下であることがより好ましい。基材の厚みは、第１不織布の厚みＴ１と同程度であれば良い。

第２繊維は、第１繊維の平均繊維径Ｄ１よりも小さい平均繊維径Ｄ２を有する。これによって、ダストを捕捉する機能が発揮される。平均繊維径Ｄ２は、平均繊維径Ｄ１の１／５以下（Ｄ２≦Ｄ１／５）であることが好ましく、Ｄ２≦Ｄ１／１０であることがより好ましい。また、平均繊維径Ｄ２は、平均繊維径Ｄ１の１／１００以上であることが好ましい。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。具体的には、平均繊維径Ｄ２は３μｍ以下である。平均繊維径Ｄ２は、１μｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、平均繊維径Ｄ２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。

第２繊維の単位面積当たりの平均の質量は、０．０１ｇ／ｍ²以上、１．５ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、０．０１ｇ／ｍ²以上、０．５ｇ／ｍ²以下であることがより好ましく、０．０３ｇ／ｍ²以上、０．１ｇ／ｍ²以下であることが特に好ましい。第２繊維の上記質量がこの範囲であると、複合層が形成され易い。また、第２繊維が上記の範囲で含まれると、圧力損失を抑制しながら、高い集塵効率を発揮し易い。なお、後述するように、積層不織布が、第２繊維が疎な領域と密な領域とを含む場合、上記平均の質量とは、これら領域の平均の質量をいう。

第２繊維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、第２繊維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Ｄ２を細くし易い点で、ＰＶＤＦが好ましく用いられる。

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、積層不織布全体の圧力損失も抑制される。

第２不織布は、比較的大きなダストを捕捉する機能を有するとともに、種々の外部負荷から第２繊維を保護する保護材として機能する。第２不織布は、第３繊維を含む。第３繊維の材質は特に限定されず、第１不織布と同じ材質が例示できる。なかでも、濾材に適する点で、ＰＰが好ましい。第３繊維の平均繊維径Ｄ３は、特に限定されない。平均繊維径Ｄ３は、例えば、０．５μｍ以上、２０μｍ以下であり、５μｍ以上、２０μｍ以下である。

第２不織布の製造方法は特に限定されず、基材の製造方法として例示した方法が同じく例示できる。なかでも、濾材として適する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ることが好ましい。

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、積層不織布全体の圧力損失も抑制される。

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、圧力損失の観点から、１０ｇ／ｍ²以上、５０ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、１０ｇ／ｍ²以上、３０ｇ／ｍ²以下であることがより好ましい。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１および２を参照しながら具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る積層不織布１０Ａの要部を模式的に示す断面図である。図２は、第１不織布１を複合層１ｂ（換言すれば、第１不織布の第２不織布に対向する主面１Ａ）の法線方向から見たときの、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係や形状の一例を模式的に示している。なお、図２では、便宜上、第１領域Ｒ１にハッチングを入れて示している。

本実施形態に係る積層不織布１０Ａは、第１繊維１Ｆから構成される基材層１ａおよび第１繊維１Ｆおよび第２繊維２Ｆを含む複合層１ｂを含む第１不織布１と、第１不織布１に接着剤４を介して接着する第２不織布３とを備える。さらに、複合層１ｂは、第２繊維の密な領域Ｒ１と第２繊維の疎な領域Ｒ２とを有している。第２領域Ｒ２における第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量Ｗ２は、第１領域Ｒ１における第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量Ｗ１の６０％未満である。

第１領域および第２領域は、互いに混在した状態で複合層１ｂに含まれる。混在しているとは、第１領域および第２領域がランダムに分布しているということである。なかでも、第１領域および第２領域は、複合層１ｂ（積層不織布１０Ａ）の３０ｃｍ四方の領域の中に混在した状態で含まれることが好ましく、２０ｃｍ四方の領域の中に混在した状態で含まれることがより好ましい。このような小さな領域の中に、第１領域および第２領域が混在することにより、第２不織布３の剥離が抑制され易くなる。

ここで、第１領域および第２領域は、以下のようにして決定できる。例えば、３０ｃｍ四方の積層不織布１０Ａを、１０ｃｍ四方の９つのパーツに切り分ける。各パーツの質量を測定し、基材層１ａ（基材）、第２不織布３および接着剤４は、それぞれ均質であると仮定して、各パーツの第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量を算出する。第２繊維２Ｆの質量が最も重いパーツを、第１領域とする。第２繊維２Ｆの質量が、第１領域に含まれる第２繊維２Ｆの質量の６０％未満であるパーツを、第２領域とする。各パーツのなかで、第２領域であると決定されるパーツは複数あっても良い。２０ｃｍ四方の積層不織布１０Ａを用いて、同様に第１領域および第２領域を決定しても良い。この場合、積層不織布１０Ａを４つの１０ｃｍ四方のパーツに切り分けて、第１領域および第２領域を決定すれば良い。

第２領域に含まれる第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量Ｗ２は、第１領域に含まれる第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量Ｗ１の５５％未満であることが好ましく、５０％未満であることがより好ましい。上記の方法により決定される第２領域が複数ある場合、質量Ｗ２は、第２領域とされるすべてのパーツに含まれる第２繊維２Ｆの単位面積当たりの質量の平均値とする。

質量Ｗ１は特に限定されない。なかでも、質量Ｗ１は０．１ｇ／ｍ²未満であることが好ましい。製造コストが低減されるとともに、圧力損失を低く抑えることができるためである。なお、集塵効率の観点から、質量Ｗ１は０．０６ｇ／ｍ²以上であることが好ましい。

質量Ｗ２は、具体的には、０．０６ｇ／ｍ²未満であることが好ましく、０．０５ｇ／ｍ²未満であることがより好ましい。これにより、第２不織布３の剥離がさらに抑制される。質量Ｗ２は、０ｇ／ｍ²であっても良い。すなわち、複合層１ｂは、第２繊維２Ｆを含まない領域を備えていても良い。

第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を備える複合層１ｂを形成する方法は、特に限定されない。例えば、第２繊維２Ｆを電界紡糸法により形成する場合、基材を一方向に移動させるとともに、第２繊維２Ｆの生成空間を連続的あるいは断続的に、上記移動方向と交わる方向（例えば、上記移動方向と９０°に交わる方向）に揺動させながら、少量の第２繊維２Ｆを堆積させる。これにより、基材上に、図２に示すようなサーペンタイン型の第１領域Ｒ１、および、第１領域Ｒ１の周辺に第２領域Ｒ２を形成することができる。図中、矢印Ｌは基材の移動方向を示す。第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置関係や形状は、これに限定されるものではない。このとき、基材の一方向への移動速度、および、揺動させる幅や速度、タイミング等を調整することにより、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の位置や割合を制御することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態に係る積層不織布１０Ｂの要部を模式的に示す上面図（ａ）および断面図（ｂ）である。なお、図３（ａ）では、便宜上、第２不織布を省略している。

本実施形態に係る積層不織布１０Ｂは、第１繊維１Ｆから構成される基材層１ａおよび第１繊維１Ｆおよび第２繊維２Ｆを含む複合層１ｂを含む第１不織布１と、第１不織布１に接着剤４を介して接着する第２不織布３とを備える。このとき、接着剤４を、第１不織布１の複合層１ｂ（主面１Ａ）側から見た形状は、ドット状であり、接着剤４は、第２繊維２Ｆと接触する第１ドット領域Ａ１と、第２繊維２Ｆと接触しない第２ドット領域Ａ２とを含む。

各領域（各ドット）の最大径は特に限定されず、使用する接着剤の粒子の粒子径に応じて決定される。なかでも、接着性および圧力損失の観点から、各領域の最大径は、１００〜１０００μｍであることが好ましく、２００〜６００μｍであることがより好ましい。

第１ドット領域Ａ１および第２ドット領域Ａ２の数の合計に対する第２ドット領域Ａ２の数の割合は、５％以上であることが好ましい。第２繊維２Ｆと接触しない第２ドット領域Ａ２が５％以上含まれることにより、第１繊維１Ｆと第２不織布３とが直接的に接着されて、第２不織布３の剥離がさらに抑制される。各ドット領域を構成する接着剤４の粒子の個数は制限されず、１個であっても良いし、複数であっても良い。すなわち、複数の接着剤４の粒子が融着等によって結合して、ある領域を形成している場合、この領域は１つのドット領域であるとみなせば良い。

ここで、第２ドット領域Ａ２の数の割合は、以下のようにして算出することができる。まず、３０ｃｍ四方の積層不織布１０Ｂを準備する。次いで、第２不織布３を、接着剤４が第２不織布３側に残らないように剥離する。接着剤を含む第１不織布１を１０ｃｍ四方の９つのパーツに切り分ける。各パーツから、ドット状の接着剤４により形成される領域を任意に１０か所ずつ選択して、その断面を写真に撮り、接着剤４と第２繊維２Ｆとが接着しているかどうかを確認する。第２繊維２Ｆと接触していない領域を第２ドット領域Ａ２と決定し、選択した９０箇所の領域に対する割合を算出する。

なお、第１繊維１Ｆと第２繊維２Ｆとは、その平均繊維径によって区別できる。第１繊維１Ｆの平均繊維径Ｄ１は、第２繊維２Ｆの平均繊維径Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。平均繊維径Ｄ１は、使用する第１不織布１から予め算出することができるため、これよりも小さな平均繊維径を有する繊維を、第２繊維２Ｆであるとみなすことができる。

接着剤４をドット状に配置する方法は、特に限定されず、例えば、接着剤の粒子を、第１不織布１の複合層１ｂ側から散布する方法が挙げられる。

接着剤４の粒子の平均粒径Ｄ５０は特に限定されず、例えば、１００μｍ以上、５００μｍ以下であっても良く、１００μｍ以上、４００μｍ以下であっても良い。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）。なお、接着剤４の散布後、加熱および必要に応じて加圧しながら第２不織布３が積層される。

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、ＰＵ、ＰＥＴ等のポリエステル、ＰＡ、ポリオレフィン（例えば、ＰＰ、ＰＥ）等が例示できる。接着剤４の付与量も特に限定されないが、接着性の観点から、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、３ｇ／ｍ²以上、９ｇ／ｍ²以下であることが特に好ましい。

接着剤４の粒子の少なくとも一部を、複合層１ｂの第２繊維２Ｆに接触しないように散布する方法としては、例えば、上記のように、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを備える複合層１ｂを含む第１不織布を用いる方法が挙げられる。これにより、第２領域Ｒ２に散布された接着剤４の少なくとも一部は、第１繊維１Ｆに直接的に接触するように配置される。

積層不織布１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、例えば、（１）基材を準備する工程と、（２）基材を搬送ベルトに供給する工程と、（３）基材の一方の表面に、電界紡糸法により第２繊維を堆積させて複合層を形成する工程と、（４）複合層側に接着剤を散布する工程と、（５）接着剤が散布された後、複合層側に第２不織布を積層する工程と、を具備する製造方法により得ることができる。複合層を形成する工程（３）は、（３−１）第２繊維の生成空間において、第２繊維の原料液から静電気力により、少量の第２繊維を生成させる工程、（３−２）生成した第２繊維を、基材の表面に疎密が形成されるように堆積させる工程と、を含む。

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基材を搬送し、搬送される基材の主面に複合層を形成した後、第２不織布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）基材を搬送ベルトに供給する基材供給装置と、（２）原料液から静電気力により第２繊維を生成させる電界紡糸機構を有する複合層形成装置と、（３）複合層形成装置から送り出される第１不織布の上方から、接着剤を散布する接着剤散布装置と、（４）接着剤散布装置から送り出される第１不織布の上方から、第２不織布を積層する第２不織布積層装置を具備する。

以下、図４を参照しながら、積層不織布の製造方法およびこれを行う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４は、積層不織布１０の製造システム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、積層不織布１０を製造するための製造ラインを構成している。

まず、基材５を準備する。製造システム２００では、基材５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。製造システム２００の最上流には、ロール状に捲回された基材５を内部に収容した基材供給装置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に捲回された基材５を搬送ロール１１に供給する。

基材５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第２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５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５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、形成される第２繊維２Ｆの平均繊維径を変化させても良い。第２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５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。

放出体２３の基材５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５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２０２の上方に設置された、基材５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５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５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５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５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２繊維２Ｆ）を生成する。生成した第２繊維２Ｆは基材５状に堆積し、複合層１ｂを形成する。

第２繊維２Ｆの堆積量は、０．０１ｇ／ｍ²以上、１．５ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、０．０１ｇ／ｍ²以上、０．５ｇ／ｍ²以下であることがより好ましく、０．０３ｇ／ｍ²以上、０．１ｇ／ｍ²以下であることが特に好ましい。第２繊維２Ｆの堆積量がこの範囲であると、第２繊維２Ｆが、基材５を構成する第１繊維の間に埋没され易くなる。第２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５の搬送速度などを調整することにより、制御される。

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、電界紡糸法に適している点、および、ＰＥＳを含む第２繊維２Ｆを電界紡糸法により形成する場合、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、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、ＳｎＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｋ₂Ｏ、Ｃｓ₂Ｏ、ＺｎＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌｕ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅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。原料液における溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９５質量％である。

第２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。所定の第２繊維２Ｆの生成空間において、原料液から静電気力により第２繊維２Ｆを生成させ、生成した第２繊維２Ｆを基材５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。

複合層１ｂが形成された後、第１不織布１を、接着剤散布装置２０３に搬送する。接着剤散布装置２０３では、第１不織布の上方から、接着剤４の粒子が散布される。接着剤４の粒子は、例えば、スプレー法、自由落下等により散布される。

接着剤散布装置２０３は、例えば、接着剤散布装置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。

接着剤４が散布された後、第１不織布１に第２不織布３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、第２繊維２Ｆに含まれる溶媒の除去および接着剤４の溶融を行っても良い。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く、例えば、第１不織布１の表面が１００〜２００℃程度になるように、加熱すれば良い。

次いで、第１不織布１は、第２不織布積層装置２０５に搬送される。第２不織布積層装置２０５では、第１不織布１の上方から、第２不織布３が供給され、接着剤４を介して積層体に積層される。第２不織布３が長尺である場合、第１不織布１と同様に、第２不織布３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不織布３は、第２供給リール５２から捲き出されながら、積層体に積層される。

第２不織布３を積層した後、積層不織布１０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、積層不織布１０を加圧して第１不織布１と第２不織布３とをさらに密着させても良い。

最後に、第２不織布積層装置２０５から積層不織布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不織布１０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。

［空気清浄機］
本発明に係る空気清浄機１００は、図５に例示されるように、気体の吸い込み部１０１と、気体の吐き出し部１０２と、これらの間に配置される積層不織布１０と、を備える。積層不織布１０は、蛇腹状にプリーツ加工されて配置されても良い。積層不織布１０は、大気中のダストを捕捉する濾材である。積層不織布１０を備える空気清浄機は、長期間にわたって、圧力損失が小さく抑えられる。集塵効率の点で、積層不織布１０は、第２不織布３が吸い込み部１０１側に位置するように、吸い込み部１０１と吐き出し部１０２との間に配置されることが好ましい。

空気清浄機１００は、外部の大気を吸い込み部１０１から空気清浄機１００内部に取り込む。取り込まれた大気に含まれるダストは、積層不織布１０等を通過する間に捕捉され、清浄化された大気が吐き出し部１０２から外部に放出される。空気清浄機１００は、さらに、吸い込み部１０１と積層不織布１０との間に、大きな塵等を捕捉するプレフィルタ１０３等を備えても良い。また、積層不織布１０と吐き出し部１０２との間に消臭フィルタ１０４や加湿フィルタ（図示せず）等が備えられても良い。

［実施例］
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図３に示すような製造システムを用いて、搬送されるセルロースを主体とする基材（Ｄ１：１５μｍ、単位面積当たりの質量：４２ｇ／ｍ²）に第２繊維を堆積させて複合層を形成し、第１不織布（厚みＴ１：３００μｍ）を得た。このとき、放出体を連続的に搬送方向とは垂直な方向に揺動させた。第２繊維の原料液としては、ＰＥＳを２０質量％含むＤＭＡｃ溶液を用いた。Ｄ３は、２７３ｎｍであった。

次いで、第１不織布の複合層側から、接着剤（ポリエステル系ホットメルト樹脂、融点：約１００℃）の粒子を自由落下により散布した。接着剤の散布量は６ｇ／ｍ²であった。接着剤の粒子は、全粒子のうちの９０体積％以上が１８０〜２５０μｍの粒径を有していた。第１不織布の表面が１５８℃になるように加熱した後、複合層側から、第２不織布を積層した。第２不織布として、ポリプロピレン繊維を主体とするメルトブロー不織布（Ｔ２：１６５μｍ、Ｄ３：５μｍ、単位面積当たりの質量：１８ｇ／ｍ²）を用いた。続いて、加圧ロールにより圧着して、積層不織布を得た。圧着の圧力は５ｋＰａとした。

得られた積層不織布から３０ｃｍ四方の試料を切り取り、プリーツ状に折り畳んだ（プリーツ幅：２．５ｃｍ）。次いで、積層不織布を拡布し、第２不織布側の表面を顕微鏡で確認したところ、第２不織布の浮き上がり（剥離）は確認されなかった。

さらに、上記試料を１０ｃｍ四方の９つのパーツに切り分けて、それぞれの第２繊維の単位面積当たりの質量を算出し、第１領域および第２領域を決定した。第２領域は、９つのパーツのうち３個のパーツであった。第１領域における第２繊維の単位面積当たりの質量Ｗ１は０．０８９ｇ／ｍ²であり、３個の第２領域における第２繊維の単位面積当たりの平均の質量Ｗ２は０．０４８ｇ／ｍ²であった。

また、得られた各パーツから、第２不織布を、接着剤が第２不織布側に残らないように剥離した。各パーツから接着剤が付着したドット状の領域を任意に１０か所ずつ選択して、その断面を写真に撮り、接着剤と第２繊維とが接着しているかどうかを確認した。選択した９０箇所の領域のうち、第２繊維と接触していない領域（第２ドット領域）は６箇所であった。

別途、幅２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの積層不織布を準備した。積層不織布は、第１領域および第２領域が含まれるように裁断した。ＪＩＳＺ０２３７に準拠した方法により、第１不織布と第２不織布との間の剥離強度を測定した。剥離強度は、５９ｍＮ／１０ｍｍであった。

［比較例１］
実施例１の４倍の数の放出体を備える電界紡糸ユニットを用いたこと、および、放出体を揺動させなかったこと以外は、実施例１と同様にして、積層不織布を得た。積層不織布において、基材と第２不織布との間には、第２繊維を含み、自己支持性を有する不織布（第３不織布）が形成されていた。

得られた積層不織布から３０ｃｍ四方の試料を切り取った。実施例１と同様に、得られた試料をプリーツ状に折り畳んだ後、拡布して、第２不織布側の表面を顕微鏡で確認したところ、第２不織布の浮き上がり（剥離）が確認された。また、上記試料を１０ｃｍ四方の９つのパーツに切り分けて、各パーツの第２繊維の単位面積当たりの質量を算出した。各パーツに含まれる第２繊維の最大の質量は０．２９６ｇ／ｍ²、最小の質量は０．２６０ｇ／ｍ²であり、第２領域は確認できなかった。さらに、実施例１と同様に、任意の９０か所の接着剤のドット領域の断面を確認したところ、第２繊維と接触していない領域は確認できなかった。別途、実施例１と同様の方法により、剥離強度を測定したところ、２７ｍＮ／１０ｍｍであった。

本発明の積層不織布は、第２不織布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不織布、１ａ：基材層、１ｂ：複合層、１Ｆ：第１繊維、２Ｆ：第２繊維、３：第２不織布、３Ｆ：第３繊維、４：接着剤、５：基材、１０、１０Ａ、１０Ｂ：積層不織布、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：接着剤タンク、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、１０４：消臭フィルタ、２００：製造システム、２０１：基材供給装置、２０２：電界紡糸ユニット、２０３：接着剤散布装置、２０４：加熱装置、２０５：第２不織布積層装置、２０６：回収装置

Claims (7)

1. 第１繊維および第２繊維を含む第１不織布と、
   前記第１不織布に積層され、第３繊維を含む第２不織布と、
   前記第１不織布と前記第２不織布との間に介在する接着剤と、を備えており、
   前記第２繊維の平均繊維径Ｄ２が、３μｍ以下であり、
   前記第１繊維の平均繊維径Ｄ１および前記平均繊維径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たし、
   前記第１不織布が、前記第１繊維を含む基材層と、前記第２不織布に対向する主面側に配置される、前記第１繊維および前記第２繊維を含む複合層と、を含み、
   前記複合層が、第１領域および第２領域を有し、
   前記第２領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量が、前記第１領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量の６０％未満であり、
   前記第１領域と前記第２領域とが混在している、積層不織布。
2. 前記第２領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量が、０．０６ｇ／ｍ²未満である、請求項１に記載の積層不織布。
3. 前記第１領域における前記第２繊維の単位面積当たりの質量が、０．１ｇ／ｍ²未満である、請求項１または２に記載の積層不織布。
4. 第１繊維および第２繊維を含む第１不織布と、
   前記第１不織布に積層され、第３繊維を含む第２不織布と、
   前記第１不織布と前記第２不織布との間に介在する接着剤と、を備えており、
   前記第２繊維の平均繊維径Ｄ２が、３μｍ以下であり、
   前記第１繊維の平均繊維径Ｄ１および前記平均繊維径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たし、
   前記第１不織布が、前記第１繊維を含む基材層と、前記第２不織布に対向する主面側に配置される、前記第１繊維および前記第２繊維を含む複合層と、を含み、
   前記接着剤を前記主面２Ａから見た形状が、ドット状であり、
   前記接着剤が、前記第２繊維と接触する第１ドット領域と、前記第２繊維と接触しない第２ドット領域と、を含む、積層不織布。
5. 前記第１ドット領域および前記第２ドット領域の数の合計に対する前記第２ドット領域の数の割合が、５％以上である、請求項４に記載の積層不織布。
6. 前記平均繊維径Ｄ２が、１μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層不織布。
7. 気体の吸い込み部と、
   前記気体の吐き出し部と、
   前記吸い込み部と前記吐き出し部との間に配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層不織布と、を備える、空気清浄機。
   

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