JP6432888B2 - 積層体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のシートを、接着剤により接着して得られる積層体の製造方法および製造装置に関し、特に接着性の向上に関する。

複数のシートを含む積層体は、様々な用途に用いられている。例えば、特許文献１は、基材と、保護層と、これらの間に介在する極細繊維層と、を備え、これらが接着剤を用いて接着された積層体を、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。

特開２０１４−１２１６９９号公報

しかし、特許文献１の積層体は、基材であるシートから極細繊維層および保護層である他のシートが剥離する場合がある。積層体を濾材として用いる場合、極細繊維層および保護層が剥離すると、集塵効率が著しく低下する。

本発明の一局面は、第１シートと、第２シートと、第３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と、を準備する準備工程と、前記第１シートを搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、前記原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を第１シートの一方の主面に堆積させる堆積工程と、前記第１シートの前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、加熱装置を備える加熱室において、前記主面に付与された前記接着剤を溶融させる加熱工程と、前記第１シートに、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して前記第２シートを積層させる積層工程と、を具備し、前記加熱室が、前記加熱室の大気を対流させるための送風機を備える、積層体の製造方法に関する。

本発明の他の一局面は、第１シートを、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、第２シートを、前記第１シートに向けて供給する第２供給部と、第３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、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を前記第１シートの主面に堆積させる堆積部と、前記堆積部の下流に配置され、前記第１シートの前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、前記接着剤付与部の下流に配置されており、前記接着剤を溶融させる加熱部と、前記加熱部の下流に配置されており、前記第１シートに、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して、前記第２供給部から供給される前記第２シートを積層させる積層部と、を具備し、前記加熱部が、加熱室と、前記加熱室に配置された加熱装置と、前記加熱室内の大気を対流させるための送風機と、を備える、積層体の製造装置に関する。

本発明によれば、複数のシートを、接着剤により接着して得られる積層体において、シート間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製造装置を説明する概略図である。 加熱室内の大気を対流させた場合の第１シート表面の温度プロファイルを示すグラフである。 加熱室内の大気を対流させなかった場合の第１シート表面の温度プロファイルを示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る製造方法の主要工程を説明する模式図である。 第１シート、加熱装置、送風機および仕切り板の位置関係の一例を示す上面図である。 加熱室内に設置された仕切り板を示す模式図である。

本発明に係る積層体の製造方法は、第１シートと、第２シートと、第３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とを含む原料液と、を準備する準備工程と、第１シートを搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、原料液から、第３繊維を生成させ、第３繊維を第１シートの一方の主面に堆積させる堆積工程と、第１シートの上記主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、加熱装置を備える加熱室において、上記主面に付与された接着剤を溶融させる加熱工程と、第１シートに、溶融した前記接着剤と第３繊維とを介して第２シートを積層させる積層工程と、を具備し、加熱室が、加熱室の大気を対流させるための送風機を備える。これにより、接着剤が均一に加熱される。よって、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維との接着性が向上して、第２シートの剥離が抑制される。

送風機は、第１シートに、加熱装置の下流側から上流側に向かう気流、あるいは、加熱装置の上流側から下流側に向かう気流が接触するように、加熱室の大気を対流させることが好ましい。これにより、対流する大気が第１シートの下方に回り込むことが抑制されるため、大気の対流による第１シートの波打ちが抑制される。よって、付与された接着剤の移動が抑制されて、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維との接着性がさらに向上する。

第１シートが、搬送方向に沿う端部と、端部以外の中央部と、を備える場合、送風機は、第１シートに、さらに中央部から端部に向かう気流が接触するように、加熱室の大気を対流させることが好ましい。これにより、対流する大気が、第１シートの下方に回り込むことがさらに抑制される。よって、第１シートの波打ちがさらに抑制される。

積層工程は、加熱室内で行われることが好ましい。積層工程で圧着ローラが使用される場合、圧着ローラの周囲の大気を対流させることにより、圧着ローラの熱分布が均一になる。よって、第１シートの端部および中央部の接着剤の溶融状態を均一に保ったまま、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維とを接着することができる。その結果、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維との接着性がさらに向上する。

本発明に係る積層体の製造装置は、第１シートを、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、第２シートを、第１シートに向けて供給する第２供給部と、第３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とを含む原料液から、第３繊維を生成させ、第３繊維を第１シートの主面に堆積させる堆積部と、堆積部の下流に配置され、第１シートの上記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、接着剤付与部の下流に配置されており、接着剤を溶融させる加熱部と、加熱部の下流に配置されており、第１シートに、溶融した接着剤と第３繊維とを介して、第２供給部から供給される第２シートを積層させる積層部と、を具備し、加熱部が、加熱室と、加熱室に配置された加熱装置と、加熱室内の大気を対流させるための送風機と、を備える。これにより、接着剤を均一に加熱することができる。よって、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維との接着性が向上して、第２シートの剥離が抑制される。

送風機は、加熱装置の下流側に配置し、送風機と加熱装置との間に仕切り板を配置することが好ましい。このとき、仕切り板には、第１シートに加熱装置の下流側から上流側に向かう気流が接触し、かつ、送風機に加熱装置の上流側から下流側に向かう気流が吸気されるように、大気を対流させるための開口部を設ける。これにより、加熱室の大気は、第１シートに加熱装置の下流側から上流側に向かう気流が接触するように、対流し易くなる。

第１シートが、搬送方向に沿う端部と、端部以外の中央部と、を備える場合、送風機は、その送風口が、上記中央部に対向し、かつ、上記端部に対向しないようにするように配置されることが好ましい。これにより、第１シートに、その中央部から端部に向かう気流を接触させることができる。そのため、加熱室内を対流する大気が、第１シートの下方に回り込むことが抑制されて、第１シートの波打ちが抑制され易くなる。

以下、積層体が濾材である場合を中心に、本発明の技術的意義を説明するが、積層体の用途はこれに限定されるものではない。
積層体は、第１シートと、第２シートと、第３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と、を準備する準備工程と、前記第１シートを搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、前記原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を第１シートの一方の主面に堆積させる堆積工程と、前記第１シートの前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、加熱装置を備える加熱室において、前記主面に付与された前記接着剤を溶融させる加熱工程と、前記第１シートに、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して前記第２シートを積層させる積層工程とを具備する方法により製造される。

この方法により、基材としての第１シートと、保護層としての第２シートと、第１シートと第２シートとの間に介在する、集塵性能を発揮する第３繊維と、を備え、これらが接着剤により接着された積層体が得られる。

以下、図１を参照しながら、積層体の製造方法を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る製造装置を説明する概略図である。
（１）準備工程
準備工程では、第１シート１、第２シート２、および、第３繊維３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。

第１シートは、積層体の支持体（基材）である。第１シートは、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。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良い。

第１シート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以下であっても良い。

第２シートは、第３繊維を保護する保護層として機能する。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る。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シートは、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／ｍ²以上、５０ｇ／ｍ²以下であっても良く、１０ｇ／ｍ²以上、３０ｇ／ｍ²以下であっても良い。

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が細くなり易い点で、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、第３繊維を電界紡糸法により生成させる場合、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。

（２）搬送工程
搬送工程では、第１シート１を、搬送ライン２０７を構成する最初の搬送ローラ１１に供給し、下流に向けて搬送する。搬送ライン２０７は、複数の搬送ローラ（１１、３１、４１、５１等）を備える。各搬送ローラの長さは、例えば、第１シートの搬送方向に垂直な幅より大きい。搬送ローラの数は特に限定されず、例えば、各工程に１または２以上配置される。

以下の各工程は、第１シートが搬送ラインの上流に供給された後、搬送される第１シートに対し、連続して行われる。そのため、搬送ラインは、複数の搬送ローラを備える。各搬送ローラは、第１シートの繊維を堆積させる主面とは反対側の主面（下面）側から第１シートと接触し、支持する。

（３）堆積工程
堆積工程では、例えば電界紡糸法により、第１シート１の一方の主面に第３繊維３を堆積させる。電界紡糸法において、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３を収集するコレクタとして機能する。このとき、第３繊維は、溶媒を含んだ状態で第１シート上に堆積する。溶媒を含んだ第３繊維は、第１シートと密着し、溶媒を除去することにより、第１シートと第３繊維とが接着される。

堆積工程において、第１シートはベルトコンベアにより搬送されても良い。第１シートが平坦状に支持され易くなるとともに、ベルトコンベアのベルトが繊維を収集するコレクタ部として機能できるためである。ベルトコンベア２１は、長手方向の両端部が結合された無端状のベルト２１ｂと、一対のローラ２１ａとを備える。ベルト２１ｂは、ローラ２１ａの回転駆動に伴い、回転する。

ベルトの材質は特に限定されず、加工条件等に応じて適宜選択すれば良い。ベルトの材質としては、例えば、繊維構造体、ゴム、樹脂、スチール等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、例えば、繊維構造体をゴムで挟み込んだ布層コンベアベルトのように複数種を組み合わせて用いてもよい。ベルトの搬送方向に垂直な幅は特に限定されず、第１シートの搬送方向に垂直な幅より大きくなるよう、適宜設定すれば良い。ベルトの厚みも特に限定されず、ベルトの材質、加えられるテンションの大きさ等に応じて、適宜設定すれば良い。

第３繊維は、積層体を濾材として使用する場合、集塵性能を発揮する。第３繊維の平均繊維径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。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。また、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。

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繊維は、例えば、平均繊維径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ未満の細い第３繊維と、平均繊維径が３００ｎｍ以上３μｍ以下の太い第３繊維とを含んでいても良い。太い第２繊維と細い第２繊維とは、混在していても良いが、積層体を濾材として使用する場合の集塵効率の観点から、細い第３繊維を第１シートと対向する側に偏在させ、太い第３繊維を第２シートと対向する側に偏在させることが好ましい。

第３繊維の堆積量は、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／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。

（４）接着剤付与工程
次に、第１シート１の第３繊維３が堆積された主面に接着剤４を付与する。
接着剤は、第２シートを、第１シートおよび／または第３繊維に接着させるために、第１シートに付与される。接着剤の付与方法は特に限定されず、コーティング法、スプレー法、自由落下等が例示できる。なかでも、第３繊維の損傷が抑制される点で、スプレー法または自由落下により、溶融された接着剤あるいは粉末状の接着剤を第１シートおよび／または第３繊維に付与することが好ましい。

接着剤の付与量は特に限定されないが、例えば、０．５ｇ／ｍ²以上、５ｇ／ｍ²以下である。接着剤の種類は特に限定されず、例えば、ＰＵ、ＰＥＴ等のポリエステル、ＰＡ、ポリオレフィン（例えば、ＰＰ、ＰＥ）等を主成分とするホットメルト接着剤や、熱硬化性樹脂を含む粉末状の接着剤等が挙げられる。

（５）加熱工程
接着剤４が第１シート１に付与された後、第２シート２を積層する前に、第１シート１に、例えば電磁波４２ａを照射する加熱装置を用いて、接着剤４を溶融させる。加熱工程は、加熱室８１の内部で行われる。加熱温度は、溶媒の沸点および接着剤の融点に応じて適宜設定すれば良い。加熱温度は、第１シートの表面が、例えば１００〜２００℃、好ましくは１２０〜１７０℃になるように、調整される。

接着剤が溶融されると、その一部は第３繊維を通過して第１シートに到達する。そのため、第２シートは、接着剤を介して、第３繊維および第１シートの両方と接着し得る。一方、第１シートと第３繊維とは、上記のとおり、接着剤を介さずに積層される。そのため、第３繊維は、外的要因によって容易に第１シートから剥離する。例えば、第２シートと第３繊維あるいは第１シートとが十分に接着されていない場合、第２シートが剥離する際、第２シートとともに、第３繊維も第１シートから剥離してしまう。第２シートおよび第３繊維が剥離すると、積層体を濾材として用いる場合、集塵効率が著しく低下する。

第２シートの剥離は、接着剤の溶融が不十分である場合に生じ易い。加熱装置の特性上、第１シートの加熱装置の中央に対向する部分（中央部）は加熱され易い一方、その他の部分（端部）は加熱され難い。さらに、第１シートの熱容量が小さい場合には、第１シートの端部から放熱され易い。そのため、端部に付与された接着剤は十分に溶融されず、所望の接着性を発揮することができない。その結果、積層体の端部では、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維との接着性が低下し易い。接着剤を十分に溶融させるために加熱条件を厳しくすると、第１シートあるいは第３繊維が変形したり、損傷したりする場合がある。融点の低い接着剤を用いると、高温での耐久性が低下する。また、品質保持のため、接着性の低い積層体の端部を切り落として使用すると、歩留まりが低下し、生産コストが増大する。

そこで、加熱工程において、加熱室８１内の大気を、送風機８０を用いて強制的に対流させる。これにより、第１シートの中央部とともに、端部も所望の温度にまで加熱することができる。

図２Ａおよび図２Ｂに、積層工程における第１シート表面の温度プロファイルを示す。図２Ａは、送風機により、加熱室内の大気を対流させた場合の温度プロファイルを示すグラフであり、図２Ｂは、対流させなかった場合の温度プロファイルを示すグラフである。

温度プロファイルは、幅６８０ｍｍの長尺体である第１シートを用い、一方の端部から４０ｍｍの地点Ａ、他方の端部から４０ｍｍの地点Ｈ、および、地点Ａと地点Ｈとの間を６つに等分した地点Ｂ〜Ｇ（１００ｍｍ間隔、ただし、地点ＤとＥとは、地点Ａ（地点Ｈ）からの距離が同じであり、第１シートの長尺方向に少し間をあけて配置した。）の計８点について、測定した。グラフの横軸は時間であり、加熱工程の直後から積層工程を終えた後までを示している。縦軸は、各地点における第１シート表面の温度である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、第１シートの各測定地点は、測定開始から約６秒経過した時点で加熱装置の下を通過し始め、約３０秒経過する前に加熱装置を通り抜けている。さらに、測定開始から約３０秒経過した時点で、第２シートが積層された。なお、グラフ中、約２６秒付近で最も高い温度を示している線が、地点Ｄの温度プロファイルを示しており、最も低い温度を示している線が、地点Ａの温度プロファイルを示している。図２Ａと図２Ｂとを比較すると、加熱装置を通過しているとき、加熱室内の大気を対流させた図２Ａでは、端部の表面温度も、中央部と同程度に高くなることがわかる。

また、第２シートの積層には、加熱室内に設置された圧着ローラを用いた（後述参照）。約３０秒経過後に圧着ローラが第１シートと接触したとき、いずれの場合も第１シートの表面温度が大きく低下しているのがわかる。しかし、図２Ａでは、送風機により圧着ローラの周囲の大気も対流させたため、端部（地点ＡおよびＨ）と中央部（地点ＤおよびＥ）との温度差は小さい。

このように、第１シートの中央部だけでなく、端部を十分に加熱することにより、第１シート１の中央部に付与された接着剤とともに、第１シート１の端部近傍に付与された接着剤（いずれも図示せず）も溶融される。そのため、積層体の端部における第２シートと第３繊維および／または第１シートとの接着性が向上する。その結果、積層体を濾材として用いる場合、集塵効率の低下が抑制される。また、歩留まりが向上するため、生産コストの増大も抑制される。

送風機の種類は、特に限定されない。なかでも、加熱室内の大気を対流させ易い点で、横断流送風機が好ましく用いられる。横断流送風機は、例えば、長方形の送風口を備えており、送風口の長辺が搬送方向Ｄと垂直な方向に沿うように、加熱室の上方に設置される。

送風機の風量は、加熱温度、第１シートの搬送速度等を考慮して適宜設定すれば良い。なかでも、第３繊維の損傷や接着剤の偏りを抑制する観点から、３〜１０ｍ³／分であることが好ましい。この場合、第１シートの搬送速度は、１〜５ｍ／分であることが好ましい。これにより、第１シートの加熱装置に対向する表面全体が、所望の温度にまで加熱され易くなる。

送風機８０は、図３に示すように、第１シートに、加熱装置４２の下流側から上流側に向かう気流Ｗ、あるいは、加熱装置の上流側から下流側に向かう気流（図示せず）が接触するように、加熱室の大気を対流させることが好ましい。このとき、気流Ｗは、主に第１シートの加熱装置側の主面に接触する。言い換えれば、少なくとも第１シートと接触する気流は、第１シートの搬送方向と同じあるいは逆の方向（すなわち、第１シートの長尺方向）に流れることが好ましい。大気を長尺方向と交わるように対流させると、第１シートの下方に大気が回りこみ易くなって、第１シートが波打つように上下する。大気を第１シートの長尺方向に対流させながら、第１シートに接触させることにより、このような、第１シートの波打ち現象（ばたつき）が抑制される。よって、第１シートに付与された接着剤の偏り（接着剤が粒子状である場合には、接着剤の脱落）が抑制されて、第２シートと第３繊維および／または第１シートとの接着性がさらに向上する。

下流側から上流側に向かう気流Ｗは、さらに、加熱装置４２の第１シートに対向しない側の近傍を通っても良い。第１シートに、加熱装置の下流側から上流側に向かう気流Ｗを接触させる場合、図３に示すように、送風機８０を、加熱装置の下流側であって、加熱装置の上方に配置しても良い。なお、図３は、加熱工程を説明する模式図であり、図中、送風機８０は、モータ８３によって駆動されている。

図４に示すように、第１シート１が、搬送方向Ｄに沿う端部１Ｔと端部１Ｔ以外の中央部１Ｃとを備える場合、気流Ｗは、第１シートの長尺方向に加え、中央部１Ｃから端部１Ｔに向かう方向に流れることが好ましい。これにより、大気の第１シートの下方への回りこみがさらに抑制されて、第１シートのばたつきがさらに減少する。このような気流Ｗは、例えば、後述するように、送風機を、その送風口（図示せず）が少なくとも中央部１Ｃに対向するように配置することにより、得ることができる。ここで、第１シートの中央部１Ｃは、搬送方向Ｄと垂直な第１シートの幅の中心を含み、第１シートの面積の１／３以上、２／３以下を占める帯状の領域である。端部１Ｔは、第１シートの中央部１Ｃ以外の領域である。

なお、図４では、気流Ｗが加熱装置４２の下流側から上流側に向かう場合を示しているが、これに限定されず、気流Ｗは、加熱装置４２の上流側から下流側に向かって流れても良い。この場合も、第１シートのばたつきは抑制される。図４は、第１シート１、加熱装置４２、送風機８０および仕切り板８２（後述参照）の位置関係の一例を示す上面図である。また、図４では、便宜上、加熱室８１の側壁８１Ａを省略している。

（６）積層工程
接着剤４を溶融させた後、第２シート２を第１シート１に積層する。第１シートの端部に付与された接着剤も溶融しているため、積層体の端部においても、第２シートと第３繊維および／または第１シートとが十分に接着される。第２シート２を積層した後、得られた積層体１０を一対の圧着ローラ５４（５４ａおよび５４ｂ）の間を通過させ、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。

積層工程は、加熱室内で行われることが好ましい。具体的には、圧着ローラを加熱室内に配置して、加熱室内で第１シートと第２シートとを圧着する。圧着ローラと第１シートとは接触するため、圧着ローラには、第１シートからの熱が伝達される。すなわち、圧着ローラの第１シートの中央部に接触する部分は、第１シートの端部に接触する部分よりも加熱され易い。送風機を用いて圧着ローラの周囲の大気を対流させることにより、圧着ローラの熱分布は均一になる。そのため、接着剤の溶融状態を均一に保ったまま、第２シートと第１シートおよび／または第３繊維とを接着することができる。

（７）回収工程
最後に、製造された積層体１０を、回収装置に回収する。回収装置は、例えば回収リール６２を備えており、積層体１０は回収リール６２に捲回される。

［製造装置］
次に、図１を参照しながら、本発明に係る製造装置２００を説明する。
製造装置２００は、第１シートを、搬送ライン２０７の上流に供給する第１供給部２０１と、第３繊維を第１シートの一方の主面に堆積させる堆積部２０２と、第２シートを第１シートに向けて供給する第２供給部２０８と、堆積部２０２の下流に配置されており、第１シートの主面に接着剤を付与する接着剤付与部２０３と、接着剤付与部２０３の下流に配置されており、接着剤を溶融させる加熱部２０４と、加熱部２０４の下流に配置されており、第１シートに、第２シート供給部から供給される第２シートを積層させる積層部２０５と、第１シートと第２シートとの積層体を回収する回収部２０６と、を具備する。加熱部は、加熱室８１と、加熱室に配置された加熱装置４２と、加熱室内の大気を対流させるための送風機８０と、を備える。

［第１供給部］
第１供給部２０１は、製造装置２００の最上流に配置されている。第１供給部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に捲回された第１シート１を、搬送ライン２０７の最上流に位置する搬送ローラ１１に供給する。第１シート１は、搬送ライン２０７によって、第１供給部２０１から回収部２０６に向かって搬送される。

［堆積部］
堆積部２０２は、例えば、電界紡糸機構を具備する電界紡糸ユニット（図示せず）を備える。電界紡糸機構は、装置内の上方に設置された第３繊維３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第１シート１を上流側から下流側に搬送するベルトコンベア２１と、を備えている。ベルトコンベア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、後述する原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液の濃度、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、原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液の濃度、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、ベルトコンベア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、ベルトコンベア２１のベルト２１ｂ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。

［接着剤付与部］
接着剤付与部２０３は、例えば、接着剤付与部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。散布部材３３からは、例えば、粒子状の接着剤が散布される。

［加熱部］
加熱部２０４は、加熱室８１を備えており、第１シートに付与された接着剤４を溶融させる。加熱室８１は、加熱装置４２および送風機８０を備える。加熱室８１は箱型であり、第１シート１を搬出入するための開口（８４Ａおよび８４Ｂ）が形成されている他は、ほぼ閉じられた空間である（図３参照）。加熱室８１の側壁８１Ａは、視認性の観点から、ガラス等の透明板により形成されることが好ましい。

加熱室８１内の大気は、送風機８０によって対流される。送風機８０の設置場所は特に限定されないが、送風機の送風口が、第１シートの中央部１Ｃに対向するように配置されることが好ましい。特に、送風口が中央部１Ｃにのみ対向するように、送風機を設置することが好ましい。この場合、送風口の長辺の長さが中央部１Ｃの幅と同じかそれ以下である横断流送風機を用いて、送風口の全体が中央部１Ｃに対向するように配置しても良い。

送風機８０と加熱装置４２との間には、図５に示すような仕切り板８２が設置されることが好ましい。加熱室内の大気の対流方向が、制御し易くなるためである。仕切り板８２は、搬送方向Ｄからその一方の主面が見えるように（つまり、第１シートの長尺方向と好ましくは直角に交わるように）、加熱室８１の内部に設置される。図５は、仕切り板を示す模式図である。

仕切り板８２は、図５に示すように、平板８２Ａと平板８２Ａを支持するフレーム８２Ｄとを備える。平板８２Ａは、送風機８０の設置空間と加熱装置４２の設置空間とを部分的に遮っている。言い換えれば、仕切り板８２は、搬送方向Ｄから見たとき、加熱装置４２の上方近傍に設けられた上部開口部８２Ｂと、第１シート近傍に設けられた下部開口部８２Ｃとを備える。これにより、例えば、気流Ｗは、図３に示すように、送風機８０から平板８２Ａに沿って下降して、第１シートにぶつかった後、下部開口部８２Ｃを通って、第１シートに接触しながら加熱装置の下流側から上流側に向かって進行する。次いで、加熱室の側壁８１Ａに沿って上昇して、加熱室の上方で、加熱装置の上流側から下流側に向かう気流になって上部開口部８２Ｂを通過した後、送風機８０に吸気される。このように、加熱室内の大気は、平板８２Ａの周囲を対流する。

平板８２Ａの搬送方向Ｄと垂直な方向の幅は特に限定されず、加熱室８１の搬送方向Ｄと垂直な方向の全幅に亘っていても良いし、加熱室８１の上記幅よりも小さくても良い。後者の場合、フレーム８２Ｄと側壁８１Ａとの間には隙間が生じる場合があるが、大気の対流には大きな影響を与えない。平板８２Ａの材質は特に限定されないが、断熱性を有する材料（例えば、発泡ポリアミド、発泡ポリイミド、グラスファイバー、ロックウール等）であることが好ましい。

加熱装置は特に限定されず、公知のものを適宜選択すれば良い。第１シートの加熱装置４２に対向する主面から加熱装置４２までの最短距離は、例えば、５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。

［第２供給部および積層部］
第２供給部２０８は、例えば第１シートの上方に設置されており、第２シートを捲回する第２供給リール５２とこれを回転駆動させるモータ５３とを備える。第２シートは、第１シートの搬送スピードに合わせて第２供給リール５２から捲き出されながら、第１シートに積層される。

積層部２０５は、例えば、一対の圧着ローラ５４（５４ａおよび５４ｂ）を備えている。第１シート、第３繊維および第２シートを含む積層体は、圧着ローラ５４ａおよび５４ｂによって圧着される。圧着ローラは、加熱室内に配置されることが好ましい。

［回収部］
回収部２０６は、回収リール６２を備える。積層体１０は、回収リール６２に捲回される。回収リール６２はモータ６３により回転駆動される。

本発明の製造方法および製造装置により得られる積層体は、シート間の接着性に優れる。そのため、上記積層体は、空気清浄機の濾材、電池用の分離シート、妊娠検査シート等の体外検査シート、塵を拭き取る拭取シート等の他の用途に好ましく使用される。

１：第１シート、２：第２シート、３：第３繊維、４：接着剤、１０：積層体、１１、３１、４１、５１：搬送ローラ、１２：第１供給リール、１３：モータ、２１：ベルトコンベア、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、３２：接着剤タンク、３３：散布部材、３４：散布装置、４２：加熱装置、４２ａ：電磁波、５２：第２供給リール、５３：モータ、５４、５４ａ、５４ｂ：圧着ローラ、６２：回収リール、６３：モータ、８０：送風機、８１：加熱室、８２：仕切り板、８２Ａ：平板、８２Ｂ：上部開口部、８２Ｃ：下部開口部、８２Ｄ：フレーム、８３：モータ、８４Ａ、８４Ｂ：開口、２００：製造装置、２０１：第１供給部、２０２：堆積部、２０３：接着剤付与部、２０４：加熱部、２０５：積層部、２０６：回収部、２０７：搬送ライン、２０８：第２供給部

Claims (8)

1. 第１シートと、第２シートと、第３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と、を準備する準備工程と、
   前記第１シートを搬送ラインの上流に供給し、下流に向けて搬送する搬送工程と、
   前記原料液から、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を第１シートの一方の主面に堆積させる堆積工程と、
   前記第１シートの前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与工程と、
   加熱装置を備える加熱室において、前記主面に付与された前記接着剤を溶融させる加熱工程と、
   前記第１シートに、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して前記第２シートを積層させる積層工程と、を具備し、
   前記加熱室が、前記加熱室の大気を対流させるための送風機を備える、積層体の製造方法。
2. 前記送風機が、前記第１シートに、前記加熱装置の下流側から上流側に向かう気流が接触するように、前記加熱室の前記大気を対流させる、請求項１に記載の積層体の製造方法。
3. 前記送風機が、前記第１シートに、前記加熱装置の上流側から下流側に向かう気流が接触するように、前記加熱室の前記大気を対流させる、請求項１に記載の積層体の製造方法。
4. 前記第１シートが、搬送方向に沿う端部と、前記端部以外の中央部と、を備えており、
   前記送風機が、前記第１シートに、さらに前記中央部から前記端部に向かう気流が接触するように、前記加熱室の前記大気を対流させる、請求項２または３に記載の積層体の製造方法。
5. 前記積層工程が、前記加熱室内で行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
6. 第１シートを、搬送ラインの上流に供給する第１供給部と、
   第２シートを、前記第１シートに向けて供給する第２供給部と、
   第３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、前記第３繊維を生成させ、前記第３繊維を前記第１シートの主面に堆積させる堆積部と、
   前記堆積部の下流に配置され、前記第１シートの前記主面に、接着剤を付与する接着剤付与部と、
   前記接着剤付与部の下流に配置されており、前記接着剤を溶融させる加熱部と、
   前記加熱部の下流に配置されており、前記第１シートに、溶融した前記接着剤と前記第３繊維とを介して、前記第２供給部から供給される前記第２シートを積層させる積層部と、を具備し、
   前記加熱部が、加熱室と、前記加熱室に配置された加熱装置と、前記加熱室内の大気を対流させるための送風機と、を備える、積層体の製造装置。
7. 前記送風機が、前記加熱装置の下流側に配置されており、
   前記加熱室が、前記送風機と前記加熱装置との間に配置される仕切り板を備えており、
   前記仕切り板が、前記第１シートに前記加熱装置の下流側から上流側に向かう気流が接触し、かつ、前記送風機に前記加熱装置の上流側から下流側に向かう気流が吸気されるように、前記大気を対流させるための開口部を有する、請求項６に記載の積層体の製造装置。
8. 前記第１シートが、搬送方向に沿う端部と、前記端部以外の中央部と、を備えており、
   前記送風機の送風口が、前記中央部に対向し、かつ、前記端部に対向しないように配置されている、請求項６または７に記載の積層体の製造装置。