イオン交換不織布及びその製造方法
【課題】 表面積が広く、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明のイオン交換不織布は、イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含む。本発明のイオン交換不織布の製造方法は、紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する紡糸装置を用いて、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を含む前駆不織布を形成した後、アルカリ又は酸で処理する方法である。
【解決手段】 本発明のイオン交換不織布は、イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含む。本発明のイオン交換不織布の製造方法は、紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する紡糸装置を用いて、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を含む前駆不織布を形成した後、アルカリ又は酸で処理する方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン交換不織布及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体や液体などの流体中における不純物を除去又は回収するために、イオン交換繊維からなる不織布を使用したり、イオン交換樹脂を担持した不織布を使用したり、或いはイオン交換樹脂を成形し、固化させて使用している。このイオン交換繊維又はイオン交換樹脂の表面積が広ければ広いほど、イオン交換基量を多くすることができ、又はイオン交換速度を速くすることができるため、イオン交換繊維又はイオン交換樹脂の表面積は広いのが好ましい。これらの中でも、イオン交換繊維は表面積を広くすることができるとともに、イオン交換樹脂に比べて下流側への流出の心配がなく、取り扱いやすいというメリットがある。
【０００３】
このようなイオン交換繊維からなるものとして、「エレクトロスプレー法により製造された、吸着性材料製の繊維及び／又は微粒子よりなる吸着構造体。」（特許文献１）が提案されている。このエレクトロスプレー法によれば、繊維径１μｍ以下の繊維を紡糸することができるため、イオン交換基量を多くすることができ、流体中における不純物の除去又は回収性能を高めることができる。なお、特許文献１においては、紡糸後にイオン交換基を導入することができることを開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３４４６９号公報（請求項１、請求項７、段落番号００３０〜００３１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明者らは、特許文献１と同様にエレクトロスプレー法により紡糸した後、アルカリ又は酸で処理することにより、イオン交換基を導入することを試み、そのイオン交換性能を確認しようとした。ところが、アルカリ又は酸で処理することによって、不織布の収縮や劣化が生じ、イオン交換不織布を得ることができないという問題が発生した。
【０００６】
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、表面積が広く、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１にかかる発明は、「イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含むことを特徴とする、イオン交換不織布。」である。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる発明は、「紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する下記条件を満足する紡糸装置の、１箇所以上の液吐出部から、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出し、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後に集積して前駆不織布を形成した後、前記イオン交換基導入可能繊維をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入することを特徴とする、イオン交換不織布の製造方法。
記
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる」である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、平均繊維径が１μｍ以下という、細く、表面積の広いイオン交換繊維を含んでいるため、イオン交換性能に優れている。また、イオン交換繊維は耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂も含んでいるため、アルカリ又は酸で処理しても、不織布の収縮や劣化を抑制し、イオン交換基を導入して得ることのできるイオン交換不織布である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとはいずれも近接しており、平行であり、しかもいずれの紡糸液にもガスおよび随伴気流による剪断力が１本の直線状に作用するため、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸でき、イオン交換基導入可能繊維が均一に分散した状態で集積し、前駆不織布を形成することができる。この前駆不織布をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入しているが、イオン交換基導入可能繊維はイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有しているため、不織布の収縮、劣化を抑えて、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布を製造することができる。
【００１１】
また、ガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良くイオン交換不織布を製造することができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ） 紡糸装置の先端部を拡大した斜視図 （ｂ） 平面Ｃでの切断図
【図２】別の紡糸装置の先端部を拡大した斜視図
【図３】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例（図２のＣ平面での切断平面図） （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｄ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｅ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図４】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例 （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図５】不織布製造装置の模式的断面説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のイオン交換不織布の製造方法について、まず説明するが、本発明のイオン交換不織布を構成するイオン交換繊維のもととなる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸することのできる紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図１（ａ）、及び図１（ａ）におけるＣ平面切断図である図１（ｂ）をもとに説明する。
【００１４】
この紡糸装置は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる液吐出部Ｅｌを一方の端部に有する液吐出ノズルＮｌの外壁面と、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇの外壁面とが当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側となる位置にある。なお、液吐出ノズルＮｌは液吐出部Ｅｌを端部とする液用柱状中空部Ｈｌを有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌと前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形と、液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外形のいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態にある（図１（ｂ）参照）。
【００１５】
そのため、図１のような紡糸装置の液吐出ノズルＮｌにイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は液用柱状中空部Ｈｌを通り、液吐出部Ｅｌから液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された紡糸液とは近接した状態にあり、液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと吐出紡糸液の中心軸Ａｌとが平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された紡糸液との最も近い点が１箇所であることから、つまり、紡糸液は１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に飛翔し、同時に固化して、イオン交換基導入可能繊維を形成する。
【００１６】
液吐出ノズルＮｌはイオン交換基導入可能樹脂、耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できるものであれば良く、液吐出部Ｅｌの外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、液吐出ノズルＮｌの外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１７】
液吐出部Ｅｌの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができるように液吐出ノズルＮｌを配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の液吐出部Ｅｌの辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である。
【００１８】
また、液吐出部Ｅｌの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。
【００１９】
なお、液吐出ノズルＮｌは金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。液吐出ノズルＮｌが金属製であれば、液吐出ノズルＮｌに対して電圧を印加することによって、紡糸液に対して電界を作用させることができ、また、樹脂を加熱溶融させた紡糸液であっても使用することができる。更に、図１においては、円柱状の液吐出ノズルＮｌを図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００２０】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して液吐出部をどのように配置しても、液吐出部から吐出された紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を液吐出ノズルＮｌ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態となるように液吐出ノズルＮｌを配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００２１】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００２２】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。なお、金属製であれば、加熱ガスであっても吐出することができる。
【００２３】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、液吐出部Ｅｌの周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると液吐出部Ｅｌにおけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとが一致していなければ良い。
【００２４】
液用柱状中空部Ｈｌは紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、液用柱状中空部Ｈｌ、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を紡糸液に十分に作用させ、繊維化することができる。
【００２５】
なお、液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌは液吐出部Ｅｌから吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、この距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００２６】
この液仮想柱状部Ｈｖｌ、ガス仮想柱状部Ｈｖｇはいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００２７】
更に、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００２８】
本発明で使用できる紡糸装置は、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、液用柱状中空部Ｈｌから吐出された紡糸液に対して１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００２９】
なお、図１には図示していないが、液吐出ノズルＮｌには紡糸液供給装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）が接続されている。なお、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合には、液吐出ノズルＮｌは樹脂を加熱溶融させる装置に接続されている。ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。なお、ガスが加熱ガスである場合には、ガス吐出ノズルＮｇはガス加熱装置に接続されている。
【００３０】
図１においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００３１】
また、図１においては、液吐出ノズルＮｌ及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図１の態様に限定されない。例えば、液吐出ノズルＮｌの液吐出部Ｅｌ及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることができる。また、段差を有する基材に対して液用柱状中空部Ｈｌ及びガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。
【００３２】
本発明のイオン交換不織布を構成するイオン交換繊維のもととなる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸することのできる別の紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図２、及び図２におけるＣ平面切断図である図３（ａ）をもとに説明する。
【００３３】
この紡糸装置は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる第１液吐出部Ｅｌ１を一方の端部に有する第１液吐出ノズルＮｌ１と、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる第２液吐出部Ｅｌ２を一方の端部に有する第２液吐出ノズルＮｌ２とが、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇを挟むように外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも上流側となる位置にある。なお、第１液吐出ノズルＮｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１を端部とする第１液用柱状中空部Ｈｌ１を有し、第２液吐出ノズルＮｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２を端部とする第２液用柱状中空部Ｈｌ２を有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形が円形であり、液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外形がいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態にある（図３（ａ）参照）。
【００３４】
そのため、図２のような紡糸装置の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２に、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２をそれぞれ通り、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２から第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された各紡糸液とはいずれも近接した状態にあり、各液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと各吐出紡糸液の中心軸Ａｌ１、Ａｌ２とがいずれも平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された各紡糸液とは、いずれの組み合わせにおいても最も近い点が１箇所であることから、つまり、いずれの紡糸液も１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ飛翔し、同時にいずれの紡糸液も固化して、イオン交換基導入可能繊維を形成する。図２の紡糸装置は１つのガス流によって、２つの紡糸液を紡糸して繊維化することができ、少ないガス量で紡糸できるため、生産性良く紡糸できる。
【００３５】
第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液を吐出できるものであれば良く、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出されたいずれの紡糸液もガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。なお、第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２の外形は同じ外形であっても良いし、異なる外形であっても良いが、いずれも円形であるのが好ましい。
【００３６】
第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線（図３（ａ）〜（ｅ）におけるＬ１、Ｌ２）を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置すると、いずれの紡糸液もガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である（図３（ｅ）参照）。
【００３７】
また、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の大きさも特に限定するものではないが、いずれも０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。なお、第１液吐出部Ｅｌ１の大きさと第２液吐出部Ｅｌ２の大きさは同じであっても異なっていても良い。
【００３８】
なお、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。第１液吐出ノズルＮｌ１又は第２液吐出ノズルＮｌ２が金属製であれば、第１液吐出ノズルＮｌ１又は第２液吐出ノズルＮｌ２に対して電圧を印加することによって、紡糸液に対して電界を作用させることができ、また、樹脂を加熱溶融させた紡糸液であっても使用することができる。更に、図２においては、円柱状の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２を図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００３９】
なお、図２においては、第１液吐出ノズルＮｌ１と第２液吐出ノズルＮｌ２の２本について図示しているが、液吐出ノズルは２本である必要はなく、３本以上であっても良い（図４参照）。この液吐出ノズルの本数が多ければ多いほど、ガスを効率的に利用し、生産性良く紡糸することができる。
【００４０】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して各液吐出部をどのように配置しても、各液吐出部から吐出された各紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を第１液吐出ノズルＮｌ１側となり、もう１つの角が第２液吐出ノズルＮｌ２側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態となるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置する（図３（ｃ）〜（ｄ）参照）と、各紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００４１】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された各紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００４２】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。なお、金属製であれば、加熱ガスであっても吐出することができる。
【００４３】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２よりも上流側（各紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の周辺へ各紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２におけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２との距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２とが一致していなければ良い。
【００４４】
なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は同じであっても異なっていても良いが、同じであると、各紡糸液に対して同程度の剪断力を作用させることができ、安定して紡糸できるため好適である。
【００４５】
第１液用柱状中空部Ｈｌ１及び第２液用柱状中空部Ｈｌ２は各紡糸液の通過経路であり、各紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を各紡糸液に十分に作用させることができ、繊維化することができる。
【００４６】
なお、第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当し、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、これら距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００４７】
この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２、ガス仮想柱状部Ｈｖｇはいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の第１又は第２液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の第１又は第２液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、第１又は第２液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と第１又は第２液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００４８】
更に、第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であり、また、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の第１又は第２液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の第１又は第２液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、第１又は第２液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００４９】
本発明で使用できる紡糸装置は、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができ、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、第１液用柱状中空部Ｈｌ１から吐出された紡糸液と第２液用柱状中空部Ｈｌ２から吐出された紡糸液のいずれに対しても１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００５０】
なお、図２には図示していないが、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２にはそれぞれ紡糸液供給装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）が接続されている。また、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合には、第１液吐出ノズルＮｌ１及び／又は第２液吐出ノズルＮｌ２は樹脂を加熱溶融させる装置に接続されている。ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。なお、ガスが加熱ガスである場合には、ガス吐出ノズルＮｇはガス加熱装置に接続されている。
【００５１】
図２においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００５２】
また、図２においては、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２、及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図２の態様に限定されない。例えば、第１液吐出ノズルＮｌ１の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の第２液吐出部Ｅｌ２、及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。また、段差を有する基材に対して第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２及びガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。
【００５３】
次いで、本発明のイオン交換不織布のイオン交換基を導入する前の前駆不織布を製造することのできる、不織布製造装置について、不織布製造装置の模式的断面説明図である図５を参照しながら説明する。
【００５４】
不織布製造装置は前述のような紡糸装置１に加えて、紡糸されたイオン交換基導入可能繊維を捕集できる捕集体３、捕集体３の下流側に存在し、紡糸されたイオン交換基導入可能繊維を吸引できるサクション装置４、捕集体３及びサクション装置４を収納できる紡糸容器５、紡糸容器５へ所定相対湿度のガスを供給できる容器用ガス供給装置、及び紡糸容器内のガスを排気できる排気装置を備えている。なお、紡糸装置１にはイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を液吐出ノズルＮｌへ供給できる紡糸液供給装置が接続され、ガスをガス吐出ノズルＮｇへ供給できる紡糸用ガス供給装置が接続されている。
【００５５】
このような不織布製造装置の場合、紡糸液は紡糸液供給装置によって、液吐出ノズルＮｌへ供給されると同時に、紡糸用ガス供給装置によってガスがガス吐出ノズルＮｇへ供給される。そのため、液吐出ノズルＮｌから吐出された紡糸液はガス吐出ノズルＮｇから吐出されたガスの剪断作用によって延伸され、イオン交換基導入可能繊維を形成し、捕集体３へ向かって飛翔する。この飛翔するイオン交換基導入可能繊維は直接、捕集体３上に集積し、前駆不織布を形成する。
【００５６】
この不織布製造装置においては、捕集体３の下流側にサクション装置４が配置されているため、イオン交換基導入可能繊維を集積する際に、ガス吐出ノズルＮｇから吐出されたガスや容器用ガス供給装置から供給されたガスは速やかに排出され、これらガスの作用によって前駆不織布が乱れるということがない。
【００５７】
また、図５の不織布製造装置においては、紡糸装置１、捕集体３及びサクション装置４を紡糸容器５に収納し、閉鎖空間としているため、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液から揮発した溶媒の飛散を防ぎ、場合によっては溶媒を回収して再利用することができる。
【００５８】
なお、紡糸容器５に、サクション装置４とは別に紡糸容器５内のガスを排気できる排気装置を接続しているため、繊維径のバラツキを小さくすることができる。紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸を行っていると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度が次第に高くなり、溶媒の蒸発が抑制される結果、繊維径のバラツキが発生しやすく、また繊維化されにくくなる傾向があるが、排気装置によってガスを排気することによって抑制することができる。更に、紡糸容器５に温湿度を調整したガスを供給できる容器用ガス供給装置が接続されているため、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度を安定させ、繊維径のバラツキを小さくできる。
【００５９】
このように、図５の不織布製造装置によれば、前述の紡糸装置１を使用しているため平均繊維径が１μｍ以下に細径化したイオン交換基導入可能繊維を安定して紡糸でき、また、ガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良く前駆不織布を製造することができる。また、図５の不織布製造装置はガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の粘度が高い場合であっても安定して紡糸することができる。
【００６０】
図５の不織布製造装置においては、捕集体３の下流側にサクション装置４を備えているため、サクション装置４の作用によってイオン交換基導入可能繊維は捕集体３へ誘導され、余分なガスが除去される。図５においては、コンベアからなる捕集体３であるが、捕集体３はイオン交換基導入可能繊維を直接集積できるものであれば良く、例えば、不織布、織物、編物、ネット、ドラム、ベルト或いは平板を捕集体として使用できる。また、図５においては、サクション装置４によってガスを吸引しているため、捕集体３は通気性であるが、サクション装置４を使用しない場合には、捕集体は通気性である必要はない。
【００６１】
図５においては、捕集体３を紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向下側（重力の作用方向）に配置し、液吐出ノズルＮｌの吐出方向と捕集体３の捕集面とが直交する位置関係にあるが、液吐出ノズルＮｌからの吐出方向と捕集体３の捕集面とが平行である位置関係にあっても良い。なお、液吐出ノズルＮｌからの吐出方向は重力の作用方向と同じであっても、重力の作用方向と反対方向であっても、重力の作用方向と直交する方向であっても、重力の作用方向と交差する方向であっても良く、特に限定するものではない。
【００６２】
サクション装置４は特に限定するものではないが、紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量、作製する前駆不織布の厚みによって風速条件を調整できるものが好ましい。サクション装置４により吸引されたガスは排気、または再び紡糸容器内に戻し、循環させることもできる。このように循環させる場合、容器用ガス供給装置を排気装置と兼用させることもできる。
【００６３】
容器用ガス供給装置としては、例えば、プロペラファン、シロッコファン、エアコンプレッサー、或いは送風機などを挙げることができる。なお、図５においては、紡糸容器５の上壁面からガスを供給しているが、側壁面からガスを供給することもできる。しかしながら、飛翔空間２へ効率的に、かつ繊維の集積状態に影響を与えないようにガスを供給できる位置から供給するのが好ましい。
【００６４】
また、排気装置は特に限定するものではないが、例えば、排気口に設置されたファンであることができる。図５のように、容器用ガス供給装置によって紡糸容器５へガスを供給する場合には、単に排気口を設けるだけで供給量と同量のガスを排出することができるため、排気装置は必ずしも必要はない。なお、図５のように排気装置によって排気する場合、排気装置とサクション装置４の総排気量は紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量の総量と同じであるのが好ましい。総供給量と総排気量とが異なると、紡糸容器５内における圧力が変わることによって、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、溶媒の蒸発速度が変わり、繊維径のバラツキが生じやすいためである。また、図５に示す態様とは異なり、排気装置への排気口は紡糸容器５の底壁面ではなく、側壁面に設けることもできる。また、サクション装置４に排気装置を兼用させることもできる。
【００６５】
なお、紡糸液供給装置としては、例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなどを挙げることができ、紡糸用ガス供給装置として、例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなどを挙げることができる。
【００６６】
図５の不織布製造装置においては、紡糸装置１を１台だけ配置しているが、１台である必要はなく、２台以上配置することができる。２台以上配置することによって前駆不織布の生産性を高めることができる。また、図５の不織布製造装置においては、１本のガス吐出ノズルに対して１本の液吐出ノズルを配置した紡糸装置１を使用しているが、１本のガス吐出ノズルに対して２本以上の液吐出ノズルを配置した紡糸装置を使用することもできる。
【００６７】
また、図５の不織布製造装置においては、前駆不織布を結合させるための装置を配置していないが、前駆不織布を結合するための装置を配置することができる。例えば、バインダーを付与し、乾燥する装置、繊維同士を融着させることのできる熱処理装置、繊維同士を絡合させることのできる絡合装置、などを配置することができる。
【００６８】
更に、図５の不織布製造装置においては、ガス吐出ノズルから吐出されたガスの作用のみによって繊維化しているが、ガスの作用に加えて、電界を作用させることによって、繊維化を促進することができる。例えば、紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌに電圧を印加するとともに、捕集体３をアースすることによって、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に電界を形成すると、気体の剪断作用によって延伸されず液滴となりやすい紡糸液を、電界の作用によって引き伸ばして繊維化することができる。また、電界の作用によって、繊維が帯電し、互いに反発することによって、繊維同士が結着した繊維束を形成せず、個々の繊維が分散した状態で捕集できるため、繊維径の揃った前駆不織布を製造できる。なお、このように液吐出ノズルＮｌに電圧を印加する場合には、従来の静電紡糸法による電圧よりも低い電圧で良いため、静電紡糸法により形成した不織布よりも嵩高な前駆不織布とすることができる。
【００６９】
なお、液吐出ノズルＮｌに電圧を印加できる電源としては、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機を挙げることができる。また、印加極性は正であっても負であっても良い。なお、液吐出ノズルＮｌではなく、液吐出ノズルＮｌ内に挿入したワイヤー等に印加しても良い。更には、捕集体３に対して印加し、液吐出ノズルＮｌをアースしても良い。或いは、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に電界が形成されるように、双方に電圧を印加しても良い。また、コンベアの下流側に対向電極を配置し、対向電極をアース又は印加し、液吐出ノズルＮｌとの間に電界を形成することもできる。
【００７０】
この液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に生じる電位差は、紡糸液の種類、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との距離、温湿度などの紡糸条件によって変化するため、特に限定するものではないが、０．０５〜１．５ｋＶ／ｃｍであるのが好ましい。電位差が１．５ｋＶ／ｃｍを超えると、ガスの剪断作用による紡糸よりも静電紡糸法と同様の電界による紡糸が支配的となるが、ガスの作用も受けて前駆不織布の地合いが悪くなる傾向があるためである。他方、０．０５ｋＶ／ｃｍ未満であると、繊維の帯電が不十分あるいは弱いため、糸玉、繊維束、ショット、粒等、繊維以外のものも多く含む前駆不織布となる傾向があるためである。
【００７１】
このような不織布製造装置を用いて前駆不織布を製造する場合、紡糸装置１のガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出するのが好ましい。ガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸しやすいためである。好ましくは流速１５０ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出し、より好ましくは流速２００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限はイオン交換基導入可能繊維の平均繊維径を１μｍ以下とすることができる限り、特に限定するものではない。このような流速のガスを吐出するには、例えば、紡糸用ガス供給装置として圧縮機を使用し、ガス用柱状中空部Ｈｇにガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気は経済的である。また、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液に対して親和性のない溶媒の蒸気をガスに含ませることができ、このような溶媒の蒸気量を調整することによって、紡糸液の固化を促進させることができる。更に、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合、加熱したガスを使用することができ、このような加熱ガスを使用することによって、溶融樹脂を十分に引き伸ばしてより細い繊維を紡糸することができる。
【００７２】
本発明で使用できる紡糸液は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を溶媒に溶解させた紡糸液、又はイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を加熱溶融させた紡糸液である。
【００７３】
例えば、イオン交換基導入可能樹脂として、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルを５０ｗｔ％以上含むアクリロニトリル共重合体、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリビニルピリジンなど１種又は２種以上の樹脂を使用することができる。なお、アクリロニトル共重合体の共重合成分としては、例えば、アクリル酸エステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、メタリルスルホン酸、酸酢酸ビニル、アクリル酸、イタコン酸、アクリルアミドなどを挙げることができる。
【００７４】
耐アルカリ性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体などのポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン共重合体などのフッ素系、塩化ビニリデン系、ポリイミド、全芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどを挙げることができる。なお、「耐アルカリ性樹脂」とは、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、厚さ３０μｍの樹脂フィルムを濃度５重量％、温度９０℃の苛性ソーダに１０分間浸漬した時に、浸漬前後における前記樹脂フィルムの面積収縮率が２０％以内である樹脂を意味する。なお、本発明における収縮率（Ｓｒ（％））は次の式から算出される値である。
Ｓｒ＝［（１０×１０−Ｌ×Ｗ）／１０×１０］×１００＝１００−ＬＷ
ここで、Ｌは浸漬後のたての長さ（ｃｍ）、Ｗは浸漬後のよこの長さ（ｃｍ）をそれぞれ意味する。
【００７５】
また、耐酸性樹脂として、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体などのポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン共重合などのフッ素系、塩化ビニリデン系、ポリイミド、全芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどを挙げることができる。なお、「耐酸性樹脂」とは、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、厚さ３０μｍの樹脂フィルムを濃度６５重量％、温度９０℃の硫酸に３０分間浸漬した時に、浸漬前後における前記樹脂フィルムの面積収縮率が２０％以内である樹脂を意味する。
【００７６】
溶媒はこれらの樹脂を溶解させることができれば良く、特に限定するものではないが、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系などを１種類もしくは２種類以上混合して使用することができる。
【００７７】
このように、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液の紡糸時の粘度は１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向がある。したがって、常温で粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。本発明における「粘度」は、粘度測定装置を用い、紡糸時と同じ温度で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。
【００７８】
他方、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合、樹脂の紡糸時の温度範囲は最も融点の低い樹脂の融点から融点より２００℃高い温度までの範囲であるのが好ましく、融点より２０℃高い温度から融点より１００℃高い温度までの範囲であるのがより好ましい。温度依存性を示す樹脂の場合、融点より２００℃高い温度よりも高い温度では、樹脂の熱分解が発生して紡糸が困難となるためである。また、紡糸時の樹脂にかかる剪断速度は、１〜１００００ｓ−１であるのが好ましく、剪断速度５０〜５０００ｓ−１であるのがより好ましい。圧力依存性を示す樹脂の場合、剪断速度が１ｓ−１未満であると、吐出が安定せず、１００００ｓ−１を超えると、高い吐出圧力が必要となり吐出が困難となる傾向があるためである。なお、上記の温度範囲および剪断速度範囲において、樹脂の紡糸時の粘度が１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く、繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向があるためである。したがって、溶融時に粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、溶融時に粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。
【００７９】
この紡糸液におけるイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂との質量比率は特に限定するものではないが、１０：９０〜９０：１０であるのが好ましい。耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂の質量比率が１０％未満であると、アルカリ又は酸で処理した際の、前駆不織布の収縮や劣化を抑制することが難しくなる傾向があるためで、他方、イオン交換基導入可能樹脂の質量比率が１０％未満であると、イオン交換性能に劣る傾向があるためである。
【００８０】
なお、液吐出部からの紡糸液の吐出量は紡糸液の粘度やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、液吐出部１つあたり０．１〜１００ｃｍ３／時間であるのが好ましい。
【００８１】
図５に示すような不織布製造装置を用いて前駆不織布を製造する場合、液吐出ノズルＮｌからイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出することにより、繊維化され、捕集体に向かって飛翔し、集積することによって前駆不織布を製造することができる。
【００８２】
なお、図５においては、液吐出ノズルＮｌの１つの液吐出ノズルを有する態様であるが、２つ以上の液吐出ノズルを有することもできる。この場合、紡糸の際の吐出条件は同じである必要はない。例えば、形の異なる液吐出部を使用する、液吐出部の大きさの異なるものを使用する、液吐出部のガス吐出部からの距離が異なるように配置する、液吐出部ごとに吐出量が異なるようにする、紡糸液の温度が異なるようにする、紡糸液の調製方法が異なる（例えば、溶媒に溶解させた紡糸液と加熱溶融させた紡糸液）、紡糸液に添加されている添加剤の種類及び／又は量が異なる、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂との混合比率が異なる、などのこれら１つ、又は２つ以上が異なる条件で吐出することができる。
【００８３】
以上、前駆不織布の製造方法について、ガスの作用により紡糸する方法について説明したが、公知の静電紡糸法により前駆不織布を製造することもできる。
【００８４】
次いで、前述の前駆不織布をアルカリ又は酸で処理することによって、イオン交換基導入可能繊維にイオン交換基を導入し、本発明のイオン交換不織布を製造することができる。本発明の前駆不織布においては、イオン交換基導入可能繊維中に耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂が混在していることによって、アルカリ又は酸で処理した場合の不織布の収縮や劣化を抑制することができるため、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布を安定して製造することができる。
【００８５】
このイオン交換基を導入するアルカリ処理は特に限定するものではないが、例えば、イオン交換基導入可能樹脂がアクリル樹脂の場合、濃度５重量％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に浸漬し、ニトリル基を加水分解することにより、カルボキシル基（イオン交換基）を導入することができる。なお、必要量のイオン交換基を導入できるように、苛性ソーダの濃度、温度、又は浸漬時間は実験により確認し、適宜調整する。
【００８６】
また、イオン交換基を導入する酸処理は特に限定するものではないが、例えば、イオン交換基導入可能樹脂がアクリル樹脂の場合、濃度６０重量％、温度９０℃の硫酸浴中に浸漬し、ニトリル基を加水分解することにより、カルボキシル基（イオン交換基）を導入することができる。なお、必要量のイオン交換基を導入できるように、硫酸の濃度、温度、又は浸漬時間は実験により確認し、適宜調整する。
【００８７】
本発明のイオン交換不織布は、例えば、上述のような方法により製造することのできる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含む不織布である。本発明のイオン交換不織布は平均繊維径が１μｍ以下と非常に細く、表面積が広いため、イオン交換性能の優れるものである。また、イオン交換繊維は耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂も含んでいるため、前述の通り、アルカリ又は酸で処理しても、前駆不織布の収縮や劣化を抑制し、イオン交換基を導入して得ることのできるイオン交換不織布である。
【００８８】
なお、本発明のイオン交換繊維はイオン交換に関与できるように、イオン交換樹脂が繊維表面に露出している。このように露出している状態としては、芯鞘型複合繊維のように、鞘成分として露出している状態、海島型複合繊維のように、海成分として露出している状態、サイドバイサイド型複合繊維のように、一方の成分として露出している状態、などを挙げることができる。
【００８９】
本発明のイオン交換繊維のイオン交換基は特に限定するものではないが、例えば、カルボキシル基であることができる。また、イオン交換繊維の平均繊維径は小さければ小さい程、表面積が広く、イオン交換基導入量を多くでき、イオン交換性能に優れているため、０．８μｍ以下であるのがより好ましい。一方で、イオン交換繊維の平均繊維径が小さすぎると、アルカリ又は酸での処理中に損傷し、繊維形態を維持するのが困難になる傾向があるため、０．１μｍ以上であるのが好ましい。なお、本発明における「平均繊維径」は１００箇所の繊維径の算術平均値を指し、「繊維径」は不織布表面における倍率１０,０００倍の電子顕微鏡写真をもとに計測した値をいう。
【００９０】
本発明のイオン交換不織布はイオン交換性能に優れるものであるが、具体的にはイオン交換容量が０．０１ｍｅｑ／ｇ〜５ｍｅｑ／ｇであることができる。なお、イオン交換容量は次のように測定して得られる値をいう。
【００９１】
まず、１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断したイオン交換不織布（質量：Ｍ（ｇ））を、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム標準液（１０ｍｌ）中に３時間以上浸漬する。
【００９２】
次いで、滴定指示薬フェノールフタレイン液を加えた後、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を滴下して滴定し、滴定量［ｂ（ｍｌ）］を量る。
【００９３】
一方、イオン交換不織布を入れない空試験を同様に行い、滴定量［ｃ（ｍｌ）］を量る。
【００９４】
これらの結果から、次の式からイオン交換容量（Ｙ（ｍｅｑ／ｇ））を算出する。
Ｙ＝｛（ｃ−ｂ）×０．１｝／Ｍ
【００９５】
本発明のイオン交換不織布の目付や厚さは特に限定するものではないが、目付は５〜１００ｇ／ｍ２であることができ、厚さは２０〜５００μｍであることができる。なお、目付は１０ｃｍ角のイオン交換不織布の重量から、１ｍ２のイオン交換不織布重量を算出した値であり、厚さはマイクロメーターにより測定した値をいう。
【実施例】
【００９６】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
（実施例１）
（イオン交換基導入可能樹脂含有紡糸液の調製）
アクリロニトリル共重合体（イオン交換基導入可能樹脂）とポリエーテルスルホン（耐アルカリ性樹脂）とを、６０：４０の質量比率で、ジメチルアセトアミドに濃度１８ｍａｓｓ％となるように溶解させて、紡糸液（粘度（温度：２３℃）：８００ｍＰａ・ｓ）を調製した。
【００９８】
（不織布製造装置の準備）
図５のような、次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
（イ） 次のような紡糸装置（図１と同様の紡糸装置）を１０組、一直線状に配置した。
（１） 紡糸液供給装置：シリンジ
（２） 紡糸用ガス供給装置：圧縮機
（３） 液吐出ノズルＮｌ：金属製
（３）−１ 液吐出部Ｅｌ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（３）−２ 液用柱状中空部Ｈｌ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（４）−１ ガス吐出部Ｅｇ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（４）−２ ガス用柱状中空部Ｈｇ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４）−４ 位置：ガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも３ｍｍ上流側に、ノズルの外壁面が当接するように配置
（５）−１ 液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（５）−２ 液吐出方向中心軸Ａｌとガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（５）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１の本数：１本
【００９９】
（ロ） 捕集体３：ネット（表面をフッ素樹脂でコーティングしたメッシュタイプのコンベアネット）の捕集面を紡糸液の吐出方向中心軸に対して直交するように配置
（１） 捕集体３の位置：紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向中心軸を基準として、重力方向に１００ｍｍの位置に捕集体３の捕集面が位置するように配置
（２）サクション装置４：サクションボックス（サクション口：８０ｍｍ×３５０ｍｍ）、捕集体３の下流側に配置、排気装置を兼用
【０１００】
（ハ） 紡糸容器５：高さ１０１０ｍｍ×幅１０１０ｍｍ×奥行１０１０ｍｍ
（１）紡糸装置１、捕集体３、サクション装置４を紡糸容器内に収納
（２）容器用ガス供給装置を紡糸容器５の上壁面に接続
【０１０１】
（前駆不織布の製造）
次の条件で、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂とが混在した、繊維断面が海島型のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後、捕集体３（ネット）上に集積させ、前駆不織布を製造した。
（イ） 各液吐出ノズルＮｌから紡糸液を３ｇ／時間の量で吐出
（ロ） 空気吐出量：１．３Ｌ／ｍｉｎ．
（ハ） 空気吐出流速：２５３ｍ／ｓｅｃ．
（ニ） ネットの移動速度：２ｍｍ／ｍｉｎ.
（ホ） サクションボックスの吸引条件：１．４ｍ３／ｍｉｎ．
（ヘ） 容器用ガスの供給条件：温度２８℃、湿度４０％の空気を５０Ｌ／ｍｉｎ．で供給
【０１０２】
（イオン交換不織布の製造）
前記前駆不織布を濃度５ｗｔ％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に１０分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、本発明のイオン交換不織布（目付：２０ｇ／ｍ２、厚さ：８００μｍ、イオン交換容量：０．３５ｍｅｑ／ｇ）を製造した。なお、イオン交換繊維の平均繊維径は６００ｎｍであった。また、苛性ソーダ浴に浸漬しても前駆不織布の収縮は５％以下で、問題なくイオン交換不織布を製造することができた。
【０１０３】
（実施例２）
実施例１と同様にして製造した前駆不織布を濃度６２％、温度９０℃の硫酸浴中に２５分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、本発明のイオン交換不織布（目付：４０ｇ／ｍ２、厚さ：２００μｍ、イオン交換容量：０．２５ｍｅｑ／ｇ）を製造した。なお、イオン交換繊維の平均繊維径は６００ｎｍであった。また、硫酸浴に浸漬しても前駆不織布の収縮は５％以下で、問題なくイオン交換不織布を製造することができた。
【０１０４】
（比較例１）
耐アルカリ性樹脂を混合せず、イオン交換基導入可能樹脂のみを溶解させた紡糸液を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、前駆不織布を製造した。
【０１０５】
その後、前記前駆不織布を濃度５ｗｔ％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に１０分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、イオン交換不織布を製造しようとしたが、前駆不織布の収縮が１５％以上になり、シートとして取り扱うことができなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のイオン交換不織布はイオン交換性能に優れているため、気体や液体などの流体中における不純物を除去又は回収できる濾過材として、或いはナトリウムなどの金属溶出物を除去できる超純水のファイナルフィルタとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｎｌ 液吐出ノズル
Ｎｌ１ 第１液吐出ノズル
Ｎｌ２ 第２液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｌ１ 第１液吐出部
Ｅｌ２ 第２液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｌ１ 第１液用柱状中空部
Ｈｌ２ 第２液用柱状中空部
Ｈｇ ガス用柱状中空部
Ｈｖｌ 液仮想柱状部
Ｈｖｌ１ 第１液仮想柱状部
Ｈｖｌ２ 第２液仮想柱状部
Ｈｖｇ ガス仮想柱状部
Ａｌ 吐出方向中心軸（液）
Ａｌ１ 第１吐出方向中心軸（液）
Ａｌ２ 第２吐出方向中心軸（液）
Ａｇ 吐出方向中心軸（ガス）
Ｃ ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ２ 外周間の距離が最も短い直線
１ 紡糸装置
２ 飛翔空間
３ 捕集体
４ サクション装置
５ 紡糸容器
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン交換不織布及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体や液体などの流体中における不純物を除去又は回収するために、イオン交換繊維からなる不織布を使用したり、イオン交換樹脂を担持した不織布を使用したり、或いはイオン交換樹脂を成形し、固化させて使用している。このイオン交換繊維又はイオン交換樹脂の表面積が広ければ広いほど、イオン交換基量を多くすることができ、又はイオン交換速度を速くすることができるため、イオン交換繊維又はイオン交換樹脂の表面積は広いのが好ましい。これらの中でも、イオン交換繊維は表面積を広くすることができるとともに、イオン交換樹脂に比べて下流側への流出の心配がなく、取り扱いやすいというメリットがある。
【０００３】
このようなイオン交換繊維からなるものとして、「エレクトロスプレー法により製造された、吸着性材料製の繊維及び／又は微粒子よりなる吸着構造体。」（特許文献１）が提案されている。このエレクトロスプレー法によれば、繊維径１μｍ以下の繊維を紡糸することができるため、イオン交換基量を多くすることができ、流体中における不純物の除去又は回収性能を高めることができる。なお、特許文献１においては、紡糸後にイオン交換基を導入することができることを開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３４４６９号公報（請求項１、請求項７、段落番号００３０〜００３１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明者らは、特許文献１と同様にエレクトロスプレー法により紡糸した後、アルカリ又は酸で処理することにより、イオン交換基を導入することを試み、そのイオン交換性能を確認しようとした。ところが、アルカリ又は酸で処理することによって、不織布の収縮や劣化が生じ、イオン交換不織布を得ることができないという問題が発生した。
【０００６】
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、表面積が広く、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１にかかる発明は、「イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含むことを特徴とする、イオン交換不織布。」である。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる発明は、「紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する下記条件を満足する紡糸装置の、１箇所以上の液吐出部から、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出し、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後に集積して前駆不織布を形成した後、前記イオン交換基導入可能繊維をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入することを特徴とする、イオン交換不織布の製造方法。
記
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる」である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、平均繊維径が１μｍ以下という、細く、表面積の広いイオン交換繊維を含んでいるため、イオン交換性能に優れている。また、イオン交換繊維は耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂も含んでいるため、アルカリ又は酸で処理しても、不織布の収縮や劣化を抑制し、イオン交換基を導入して得ることのできるイオン交換不織布である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとはいずれも近接しており、平行であり、しかもいずれの紡糸液にもガスおよび随伴気流による剪断力が１本の直線状に作用するため、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸でき、イオン交換基導入可能繊維が均一に分散した状態で集積し、前駆不織布を形成することができる。この前駆不織布をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入しているが、イオン交換基導入可能繊維はイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有しているため、不織布の収縮、劣化を抑えて、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布を製造することができる。
【００１１】
また、ガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良くイオン交換不織布を製造することができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ） 紡糸装置の先端部を拡大した斜視図 （ｂ） 平面Ｃでの切断図
【図２】別の紡糸装置の先端部を拡大した斜視図
【図３】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例（図２のＣ平面での切断平面図） （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｄ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｅ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図４】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例 （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図５】不織布製造装置の模式的断面説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のイオン交換不織布の製造方法について、まず説明するが、本発明のイオン交換不織布を構成するイオン交換繊維のもととなる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸することのできる紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図１（ａ）、及び図１（ａ）におけるＣ平面切断図である図１（ｂ）をもとに説明する。
【００１４】
この紡糸装置は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる液吐出部Ｅｌを一方の端部に有する液吐出ノズルＮｌの外壁面と、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇの外壁面とが当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側となる位置にある。なお、液吐出ノズルＮｌは液吐出部Ｅｌを端部とする液用柱状中空部Ｈｌを有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌと前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形と、液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外形のいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態にある（図１（ｂ）参照）。
【００１５】
そのため、図１のような紡糸装置の液吐出ノズルＮｌにイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は液用柱状中空部Ｈｌを通り、液吐出部Ｅｌから液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された紡糸液とは近接した状態にあり、液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと吐出紡糸液の中心軸Ａｌとが平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された紡糸液との最も近い点が１箇所であることから、つまり、紡糸液は１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に飛翔し、同時に固化して、イオン交換基導入可能繊維を形成する。
【００１６】
液吐出ノズルＮｌはイオン交換基導入可能樹脂、耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できるものであれば良く、液吐出部Ｅｌの外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、液吐出ノズルＮｌの外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１７】
液吐出部Ｅｌの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができるように液吐出ノズルＮｌを配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の液吐出部Ｅｌの辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である。
【００１８】
また、液吐出部Ｅｌの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。
【００１９】
なお、液吐出ノズルＮｌは金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。液吐出ノズルＮｌが金属製であれば、液吐出ノズルＮｌに対して電圧を印加することによって、紡糸液に対して電界を作用させることができ、また、樹脂を加熱溶融させた紡糸液であっても使用することができる。更に、図１においては、円柱状の液吐出ノズルＮｌを図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００２０】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して液吐出部をどのように配置しても、液吐出部から吐出された紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を液吐出ノズルＮｌ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態となるように液吐出ノズルＮｌを配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００２１】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００２２】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。なお、金属製であれば、加熱ガスであっても吐出することができる。
【００２３】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、液吐出部Ｅｌの周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると液吐出部Ｅｌにおけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとが一致していなければ良い。
【００２４】
液用柱状中空部Ｈｌは紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、液用柱状中空部Ｈｌ、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を紡糸液に十分に作用させ、繊維化することができる。
【００２５】
なお、液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌは液吐出部Ｅｌから吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、この距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００２６】
この液仮想柱状部Ｈｖｌ、ガス仮想柱状部Ｈｖｇはいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００２７】
更に、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００２８】
本発明で使用できる紡糸装置は、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、液用柱状中空部Ｈｌから吐出された紡糸液に対して１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００２９】
なお、図１には図示していないが、液吐出ノズルＮｌには紡糸液供給装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）が接続されている。なお、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合には、液吐出ノズルＮｌは樹脂を加熱溶融させる装置に接続されている。ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。なお、ガスが加熱ガスである場合には、ガス吐出ノズルＮｇはガス加熱装置に接続されている。
【００３０】
図１においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００３１】
また、図１においては、液吐出ノズルＮｌ及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図１の態様に限定されない。例えば、液吐出ノズルＮｌの液吐出部Ｅｌ及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることができる。また、段差を有する基材に対して液用柱状中空部Ｈｌ及びガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。
【００３２】
本発明のイオン交換不織布を構成するイオン交換繊維のもととなる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸することのできる別の紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図２、及び図２におけるＣ平面切断図である図３（ａ）をもとに説明する。
【００３３】
この紡糸装置は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる第１液吐出部Ｅｌ１を一方の端部に有する第１液吐出ノズルＮｌ１と、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を吐出できる第２液吐出部Ｅｌ２を一方の端部に有する第２液吐出ノズルＮｌ２とが、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇを挟むように外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも上流側となる位置にある。なお、第１液吐出ノズルＮｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１を端部とする第１液用柱状中空部Ｈｌ１を有し、第２液吐出ノズルＮｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２を端部とする第２液用柱状中空部Ｈｌ２を有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形が円形であり、液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外形がいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態にある（図３（ａ）参照）。
【００３４】
そのため、図２のような紡糸装置の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２に、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２をそれぞれ通り、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２から第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された各紡糸液とはいずれも近接した状態にあり、各液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと各吐出紡糸液の中心軸Ａｌ１、Ａｌ２とがいずれも平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された各紡糸液とは、いずれの組み合わせにおいても最も近い点が１箇所であることから、つまり、いずれの紡糸液も１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ飛翔し、同時にいずれの紡糸液も固化して、イオン交換基導入可能繊維を形成する。図２の紡糸装置は１つのガス流によって、２つの紡糸液を紡糸して繊維化することができ、少ないガス量で紡糸できるため、生産性良く紡糸できる。
【００３５】
第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液を吐出できるものであれば良く、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出されたいずれの紡糸液もガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。なお、第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２の外形は同じ外形であっても良いし、異なる外形であっても良いが、いずれも円形であるのが好ましい。
【００３６】
第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線（図３（ａ）〜（ｅ）におけるＬ１、Ｌ２）を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置すると、いずれの紡糸液もガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である（図３（ｅ）参照）。
【００３７】
また、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の大きさも特に限定するものではないが、いずれも０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。なお、第１液吐出部Ｅｌ１の大きさと第２液吐出部Ｅｌ２の大きさは同じであっても異なっていても良い。
【００３８】
なお、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。第１液吐出ノズルＮｌ１又は第２液吐出ノズルＮｌ２が金属製であれば、第１液吐出ノズルＮｌ１又は第２液吐出ノズルＮｌ２に対して電圧を印加することによって、紡糸液に対して電界を作用させることができ、また、樹脂を加熱溶融させた紡糸液であっても使用することができる。更に、図２においては、円柱状の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２を図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００３９】
なお、図２においては、第１液吐出ノズルＮｌ１と第２液吐出ノズルＮｌ２の２本について図示しているが、液吐出ノズルは２本である必要はなく、３本以上であっても良い（図４参照）。この液吐出ノズルの本数が多ければ多いほど、ガスを効率的に利用し、生産性良く紡糸することができる。
【００４０】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して各液吐出部をどのように配置しても、各液吐出部から吐出された各紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を第１液吐出ノズルＮｌ１側となり、もう１つの角が第２液吐出ノズルＮｌ２側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態となるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置する（図３（ｃ）〜（ｄ）参照）と、各紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００４１】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された各紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００４２】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。なお、金属製であれば、加熱ガスであっても吐出することができる。
【００４３】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２よりも上流側（各紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の周辺へ各紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２におけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２との距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２とが一致していなければ良い。
【００４４】
なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は同じであっても異なっていても良いが、同じであると、各紡糸液に対して同程度の剪断力を作用させることができ、安定して紡糸できるため好適である。
【００４５】
第１液用柱状中空部Ｈｌ１及び第２液用柱状中空部Ｈｌ２は各紡糸液の通過経路であり、各紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を各紡糸液に十分に作用させることができ、繊維化することができる。
【００４６】
なお、第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当し、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、これら距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００４７】
この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２、ガス仮想柱状部Ｈｖｇはいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の第１又は第２液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の第１又は第２液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、第１又は第２液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と第１又は第２液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００４８】
更に、第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であり、また、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の第１又は第２液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の第１又は第２液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、第１又は第２液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００４９】
本発明で使用できる紡糸装置は、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができ、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、第１液用柱状中空部Ｈｌ１から吐出された紡糸液と第２液用柱状中空部Ｈｌ２から吐出された紡糸液のいずれに対しても１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００５０】
なお、図２には図示していないが、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２にはそれぞれ紡糸液供給装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）が接続されている。また、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合には、第１液吐出ノズルＮｌ１及び／又は第２液吐出ノズルＮｌ２は樹脂を加熱溶融させる装置に接続されている。ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。なお、ガスが加熱ガスである場合には、ガス吐出ノズルＮｇはガス加熱装置に接続されている。
【００５１】
図２においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００５２】
また、図２においては、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２、及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図２の態様に限定されない。例えば、第１液吐出ノズルＮｌ１の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の第２液吐出部Ｅｌ２、及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。また、段差を有する基材に対して第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２及びガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。
【００５３】
次いで、本発明のイオン交換不織布のイオン交換基を導入する前の前駆不織布を製造することのできる、不織布製造装置について、不織布製造装置の模式的断面説明図である図５を参照しながら説明する。
【００５４】
不織布製造装置は前述のような紡糸装置１に加えて、紡糸されたイオン交換基導入可能繊維を捕集できる捕集体３、捕集体３の下流側に存在し、紡糸されたイオン交換基導入可能繊維を吸引できるサクション装置４、捕集体３及びサクション装置４を収納できる紡糸容器５、紡糸容器５へ所定相対湿度のガスを供給できる容器用ガス供給装置、及び紡糸容器内のガスを排気できる排気装置を備えている。なお、紡糸装置１にはイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を含有する紡糸液を液吐出ノズルＮｌへ供給できる紡糸液供給装置が接続され、ガスをガス吐出ノズルＮｇへ供給できる紡糸用ガス供給装置が接続されている。
【００５５】
このような不織布製造装置の場合、紡糸液は紡糸液供給装置によって、液吐出ノズルＮｌへ供給されると同時に、紡糸用ガス供給装置によってガスがガス吐出ノズルＮｇへ供給される。そのため、液吐出ノズルＮｌから吐出された紡糸液はガス吐出ノズルＮｇから吐出されたガスの剪断作用によって延伸され、イオン交換基導入可能繊維を形成し、捕集体３へ向かって飛翔する。この飛翔するイオン交換基導入可能繊維は直接、捕集体３上に集積し、前駆不織布を形成する。
【００５６】
この不織布製造装置においては、捕集体３の下流側にサクション装置４が配置されているため、イオン交換基導入可能繊維を集積する際に、ガス吐出ノズルＮｇから吐出されたガスや容器用ガス供給装置から供給されたガスは速やかに排出され、これらガスの作用によって前駆不織布が乱れるということがない。
【００５７】
また、図５の不織布製造装置においては、紡糸装置１、捕集体３及びサクション装置４を紡糸容器５に収納し、閉鎖空間としているため、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液から揮発した溶媒の飛散を防ぎ、場合によっては溶媒を回収して再利用することができる。
【００５８】
なお、紡糸容器５に、サクション装置４とは別に紡糸容器５内のガスを排気できる排気装置を接続しているため、繊維径のバラツキを小さくすることができる。紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸を行っていると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度が次第に高くなり、溶媒の蒸発が抑制される結果、繊維径のバラツキが発生しやすく、また繊維化されにくくなる傾向があるが、排気装置によってガスを排気することによって抑制することができる。更に、紡糸容器５に温湿度を調整したガスを供給できる容器用ガス供給装置が接続されているため、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度を安定させ、繊維径のバラツキを小さくできる。
【００５９】
このように、図５の不織布製造装置によれば、前述の紡糸装置１を使用しているため平均繊維径が１μｍ以下に細径化したイオン交換基導入可能繊維を安定して紡糸でき、また、ガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良く前駆不織布を製造することができる。また、図５の不織布製造装置はガスの作用によってイオン交換基導入可能繊維を紡糸しているため、紡糸液の粘度が高い場合であっても安定して紡糸することができる。
【００６０】
図５の不織布製造装置においては、捕集体３の下流側にサクション装置４を備えているため、サクション装置４の作用によってイオン交換基導入可能繊維は捕集体３へ誘導され、余分なガスが除去される。図５においては、コンベアからなる捕集体３であるが、捕集体３はイオン交換基導入可能繊維を直接集積できるものであれば良く、例えば、不織布、織物、編物、ネット、ドラム、ベルト或いは平板を捕集体として使用できる。また、図５においては、サクション装置４によってガスを吸引しているため、捕集体３は通気性であるが、サクション装置４を使用しない場合には、捕集体は通気性である必要はない。
【００６１】
図５においては、捕集体３を紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向下側（重力の作用方向）に配置し、液吐出ノズルＮｌの吐出方向と捕集体３の捕集面とが直交する位置関係にあるが、液吐出ノズルＮｌからの吐出方向と捕集体３の捕集面とが平行である位置関係にあっても良い。なお、液吐出ノズルＮｌからの吐出方向は重力の作用方向と同じであっても、重力の作用方向と反対方向であっても、重力の作用方向と直交する方向であっても、重力の作用方向と交差する方向であっても良く、特に限定するものではない。
【００６２】
サクション装置４は特に限定するものではないが、紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量、作製する前駆不織布の厚みによって風速条件を調整できるものが好ましい。サクション装置４により吸引されたガスは排気、または再び紡糸容器内に戻し、循環させることもできる。このように循環させる場合、容器用ガス供給装置を排気装置と兼用させることもできる。
【００６３】
容器用ガス供給装置としては、例えば、プロペラファン、シロッコファン、エアコンプレッサー、或いは送風機などを挙げることができる。なお、図５においては、紡糸容器５の上壁面からガスを供給しているが、側壁面からガスを供給することもできる。しかしながら、飛翔空間２へ効率的に、かつ繊維の集積状態に影響を与えないようにガスを供給できる位置から供給するのが好ましい。
【００６４】
また、排気装置は特に限定するものではないが、例えば、排気口に設置されたファンであることができる。図５のように、容器用ガス供給装置によって紡糸容器５へガスを供給する場合には、単に排気口を設けるだけで供給量と同量のガスを排出することができるため、排気装置は必ずしも必要はない。なお、図５のように排気装置によって排気する場合、排気装置とサクション装置４の総排気量は紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量の総量と同じであるのが好ましい。総供給量と総排気量とが異なると、紡糸容器５内における圧力が変わることによって、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、溶媒の蒸発速度が変わり、繊維径のバラツキが生じやすいためである。また、図５に示す態様とは異なり、排気装置への排気口は紡糸容器５の底壁面ではなく、側壁面に設けることもできる。また、サクション装置４に排気装置を兼用させることもできる。
【００６５】
なお、紡糸液供給装置としては、例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなどを挙げることができ、紡糸用ガス供給装置として、例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなどを挙げることができる。
【００６６】
図５の不織布製造装置においては、紡糸装置１を１台だけ配置しているが、１台である必要はなく、２台以上配置することができる。２台以上配置することによって前駆不織布の生産性を高めることができる。また、図５の不織布製造装置においては、１本のガス吐出ノズルに対して１本の液吐出ノズルを配置した紡糸装置１を使用しているが、１本のガス吐出ノズルに対して２本以上の液吐出ノズルを配置した紡糸装置を使用することもできる。
【００６７】
また、図５の不織布製造装置においては、前駆不織布を結合させるための装置を配置していないが、前駆不織布を結合するための装置を配置することができる。例えば、バインダーを付与し、乾燥する装置、繊維同士を融着させることのできる熱処理装置、繊維同士を絡合させることのできる絡合装置、などを配置することができる。
【００６８】
更に、図５の不織布製造装置においては、ガス吐出ノズルから吐出されたガスの作用のみによって繊維化しているが、ガスの作用に加えて、電界を作用させることによって、繊維化を促進することができる。例えば、紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌに電圧を印加するとともに、捕集体３をアースすることによって、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に電界を形成すると、気体の剪断作用によって延伸されず液滴となりやすい紡糸液を、電界の作用によって引き伸ばして繊維化することができる。また、電界の作用によって、繊維が帯電し、互いに反発することによって、繊維同士が結着した繊維束を形成せず、個々の繊維が分散した状態で捕集できるため、繊維径の揃った前駆不織布を製造できる。なお、このように液吐出ノズルＮｌに電圧を印加する場合には、従来の静電紡糸法による電圧よりも低い電圧で良いため、静電紡糸法により形成した不織布よりも嵩高な前駆不織布とすることができる。
【００６９】
なお、液吐出ノズルＮｌに電圧を印加できる電源としては、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機を挙げることができる。また、印加極性は正であっても負であっても良い。なお、液吐出ノズルＮｌではなく、液吐出ノズルＮｌ内に挿入したワイヤー等に印加しても良い。更には、捕集体３に対して印加し、液吐出ノズルＮｌをアースしても良い。或いは、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に電界が形成されるように、双方に電圧を印加しても良い。また、コンベアの下流側に対向電極を配置し、対向電極をアース又は印加し、液吐出ノズルＮｌとの間に電界を形成することもできる。
【００７０】
この液吐出ノズルＮｌと捕集体３との間に生じる電位差は、紡糸液の種類、液吐出ノズルＮｌと捕集体３との距離、温湿度などの紡糸条件によって変化するため、特に限定するものではないが、０．０５〜１．５ｋＶ／ｃｍであるのが好ましい。電位差が１．５ｋＶ／ｃｍを超えると、ガスの剪断作用による紡糸よりも静電紡糸法と同様の電界による紡糸が支配的となるが、ガスの作用も受けて前駆不織布の地合いが悪くなる傾向があるためである。他方、０．０５ｋＶ／ｃｍ未満であると、繊維の帯電が不十分あるいは弱いため、糸玉、繊維束、ショット、粒等、繊維以外のものも多く含む前駆不織布となる傾向があるためである。
【００７１】
このような不織布製造装置を用いて前駆不織布を製造する場合、紡糸装置１のガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出するのが好ましい。ガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸しやすいためである。好ましくは流速１５０ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出し、より好ましくは流速２００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限はイオン交換基導入可能繊維の平均繊維径を１μｍ以下とすることができる限り、特に限定するものではない。このような流速のガスを吐出するには、例えば、紡糸用ガス供給装置として圧縮機を使用し、ガス用柱状中空部Ｈｇにガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気は経済的である。また、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液に対して親和性のない溶媒の蒸気をガスに含ませることができ、このような溶媒の蒸気量を調整することによって、紡糸液の固化を促進させることができる。更に、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合、加熱したガスを使用することができ、このような加熱ガスを使用することによって、溶融樹脂を十分に引き伸ばしてより細い繊維を紡糸することができる。
【００７２】
本発明で使用できる紡糸液は、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を溶媒に溶解させた紡糸液、又はイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂を加熱溶融させた紡糸液である。
【００７３】
例えば、イオン交換基導入可能樹脂として、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルを５０ｗｔ％以上含むアクリロニトリル共重合体、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリビニルピリジンなど１種又は２種以上の樹脂を使用することができる。なお、アクリロニトル共重合体の共重合成分としては、例えば、アクリル酸エステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、メタリルスルホン酸、酸酢酸ビニル、アクリル酸、イタコン酸、アクリルアミドなどを挙げることができる。
【００７４】
耐アルカリ性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体などのポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン共重合体などのフッ素系、塩化ビニリデン系、ポリイミド、全芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどを挙げることができる。なお、「耐アルカリ性樹脂」とは、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、厚さ３０μｍの樹脂フィルムを濃度５重量％、温度９０℃の苛性ソーダに１０分間浸漬した時に、浸漬前後における前記樹脂フィルムの面積収縮率が２０％以内である樹脂を意味する。なお、本発明における収縮率（Ｓｒ（％））は次の式から算出される値である。
Ｓｒ＝［（１０×１０−Ｌ×Ｗ）／１０×１０］×１００＝１００−ＬＷ
ここで、Ｌは浸漬後のたての長さ（ｃｍ）、Ｗは浸漬後のよこの長さ（ｃｍ）をそれぞれ意味する。
【００７５】
また、耐酸性樹脂として、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体などのポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフロロプロピレン共重合などのフッ素系、塩化ビニリデン系、ポリイミド、全芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどを挙げることができる。なお、「耐酸性樹脂」とは、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍ、厚さ３０μｍの樹脂フィルムを濃度６５重量％、温度９０℃の硫酸に３０分間浸漬した時に、浸漬前後における前記樹脂フィルムの面積収縮率が２０％以内である樹脂を意味する。
【００７６】
溶媒はこれらの樹脂を溶解させることができれば良く、特に限定するものではないが、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系などを１種類もしくは２種類以上混合して使用することができる。
【００７７】
このように、紡糸液が樹脂を溶媒に溶解させたものである場合、紡糸液の紡糸時の粘度は１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向がある。したがって、常温で粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。本発明における「粘度」は、粘度測定装置を用い、紡糸時と同じ温度で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。
【００７８】
他方、紡糸液が樹脂を加熱溶融させたものである場合、樹脂の紡糸時の温度範囲は最も融点の低い樹脂の融点から融点より２００℃高い温度までの範囲であるのが好ましく、融点より２０℃高い温度から融点より１００℃高い温度までの範囲であるのがより好ましい。温度依存性を示す樹脂の場合、融点より２００℃高い温度よりも高い温度では、樹脂の熱分解が発生して紡糸が困難となるためである。また、紡糸時の樹脂にかかる剪断速度は、１〜１００００ｓ−１であるのが好ましく、剪断速度５０〜５０００ｓ−１であるのがより好ましい。圧力依存性を示す樹脂の場合、剪断速度が１ｓ−１未満であると、吐出が安定せず、１００００ｓ−１を超えると、高い吐出圧力が必要となり吐出が困難となる傾向があるためである。なお、上記の温度範囲および剪断速度範囲において、樹脂の紡糸時の粘度が１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く、繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向があるためである。したがって、溶融時に粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、溶融時に粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。
【００７９】
この紡糸液におけるイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂との質量比率は特に限定するものではないが、１０：９０〜９０：１０であるのが好ましい。耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂の質量比率が１０％未満であると、アルカリ又は酸で処理した際の、前駆不織布の収縮や劣化を抑制することが難しくなる傾向があるためで、他方、イオン交換基導入可能樹脂の質量比率が１０％未満であると、イオン交換性能に劣る傾向があるためである。
【００８０】
なお、液吐出部からの紡糸液の吐出量は紡糸液の粘度やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、液吐出部１つあたり０．１〜１００ｃｍ３／時間であるのが好ましい。
【００８１】
図５に示すような不織布製造装置を用いて前駆不織布を製造する場合、液吐出ノズルＮｌからイオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出することにより、繊維化され、捕集体に向かって飛翔し、集積することによって前駆不織布を製造することができる。
【００８２】
なお、図５においては、液吐出ノズルＮｌの１つの液吐出ノズルを有する態様であるが、２つ以上の液吐出ノズルを有することもできる。この場合、紡糸の際の吐出条件は同じである必要はない。例えば、形の異なる液吐出部を使用する、液吐出部の大きさの異なるものを使用する、液吐出部のガス吐出部からの距離が異なるように配置する、液吐出部ごとに吐出量が異なるようにする、紡糸液の温度が異なるようにする、紡糸液の調製方法が異なる（例えば、溶媒に溶解させた紡糸液と加熱溶融させた紡糸液）、紡糸液に添加されている添加剤の種類及び／又は量が異なる、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂との混合比率が異なる、などのこれら１つ、又は２つ以上が異なる条件で吐出することができる。
【００８３】
以上、前駆不織布の製造方法について、ガスの作用により紡糸する方法について説明したが、公知の静電紡糸法により前駆不織布を製造することもできる。
【００８４】
次いで、前述の前駆不織布をアルカリ又は酸で処理することによって、イオン交換基導入可能繊維にイオン交換基を導入し、本発明のイオン交換不織布を製造することができる。本発明の前駆不織布においては、イオン交換基導入可能繊維中に耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂が混在していることによって、アルカリ又は酸で処理した場合の不織布の収縮や劣化を抑制することができるため、イオン交換性能に優れるイオン交換不織布を安定して製造することができる。
【００８５】
このイオン交換基を導入するアルカリ処理は特に限定するものではないが、例えば、イオン交換基導入可能樹脂がアクリル樹脂の場合、濃度５重量％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に浸漬し、ニトリル基を加水分解することにより、カルボキシル基（イオン交換基）を導入することができる。なお、必要量のイオン交換基を導入できるように、苛性ソーダの濃度、温度、又は浸漬時間は実験により確認し、適宜調整する。
【００８６】
また、イオン交換基を導入する酸処理は特に限定するものではないが、例えば、イオン交換基導入可能樹脂がアクリル樹脂の場合、濃度６０重量％、温度９０℃の硫酸浴中に浸漬し、ニトリル基を加水分解することにより、カルボキシル基（イオン交換基）を導入することができる。なお、必要量のイオン交換基を導入できるように、硫酸の濃度、温度、又は浸漬時間は実験により確認し、適宜調整する。
【００８７】
本発明のイオン交換不織布は、例えば、上述のような方法により製造することのできる、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含む不織布である。本発明のイオン交換不織布は平均繊維径が１μｍ以下と非常に細く、表面積が広いため、イオン交換性能の優れるものである。また、イオン交換繊維は耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂も含んでいるため、前述の通り、アルカリ又は酸で処理しても、前駆不織布の収縮や劣化を抑制し、イオン交換基を導入して得ることのできるイオン交換不織布である。
【００８８】
なお、本発明のイオン交換繊維はイオン交換に関与できるように、イオン交換樹脂が繊維表面に露出している。このように露出している状態としては、芯鞘型複合繊維のように、鞘成分として露出している状態、海島型複合繊維のように、海成分として露出している状態、サイドバイサイド型複合繊維のように、一方の成分として露出している状態、などを挙げることができる。
【００８９】
本発明のイオン交換繊維のイオン交換基は特に限定するものではないが、例えば、カルボキシル基であることができる。また、イオン交換繊維の平均繊維径は小さければ小さい程、表面積が広く、イオン交換基導入量を多くでき、イオン交換性能に優れているため、０．８μｍ以下であるのがより好ましい。一方で、イオン交換繊維の平均繊維径が小さすぎると、アルカリ又は酸での処理中に損傷し、繊維形態を維持するのが困難になる傾向があるため、０．１μｍ以上であるのが好ましい。なお、本発明における「平均繊維径」は１００箇所の繊維径の算術平均値を指し、「繊維径」は不織布表面における倍率１０,０００倍の電子顕微鏡写真をもとに計測した値をいう。
【００９０】
本発明のイオン交換不織布はイオン交換性能に優れるものであるが、具体的にはイオン交換容量が０．０１ｍｅｑ／ｇ〜５ｍｅｑ／ｇであることができる。なお、イオン交換容量は次のように測定して得られる値をいう。
【００９１】
まず、１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断したイオン交換不織布（質量：Ｍ（ｇ））を、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム標準液（１０ｍｌ）中に３時間以上浸漬する。
【００９２】
次いで、滴定指示薬フェノールフタレイン液を加えた後、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸を滴下して滴定し、滴定量［ｂ（ｍｌ）］を量る。
【００９３】
一方、イオン交換不織布を入れない空試験を同様に行い、滴定量［ｃ（ｍｌ）］を量る。
【００９４】
これらの結果から、次の式からイオン交換容量（Ｙ（ｍｅｑ／ｇ））を算出する。
Ｙ＝｛（ｃ−ｂ）×０．１｝／Ｍ
【００９５】
本発明のイオン交換不織布の目付や厚さは特に限定するものではないが、目付は５〜１００ｇ／ｍ２であることができ、厚さは２０〜５００μｍであることができる。なお、目付は１０ｃｍ角のイオン交換不織布の重量から、１ｍ２のイオン交換不織布重量を算出した値であり、厚さはマイクロメーターにより測定した値をいう。
【実施例】
【００９６】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
（実施例１）
（イオン交換基導入可能樹脂含有紡糸液の調製）
アクリロニトリル共重合体（イオン交換基導入可能樹脂）とポリエーテルスルホン（耐アルカリ性樹脂）とを、６０：４０の質量比率で、ジメチルアセトアミドに濃度１８ｍａｓｓ％となるように溶解させて、紡糸液（粘度（温度：２３℃）：８００ｍＰａ・ｓ）を調製した。
【００９８】
（不織布製造装置の準備）
図５のような、次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
（イ） 次のような紡糸装置（図１と同様の紡糸装置）を１０組、一直線状に配置した。
（１） 紡糸液供給装置：シリンジ
（２） 紡糸用ガス供給装置：圧縮機
（３） 液吐出ノズルＮｌ：金属製
（３）−１ 液吐出部Ｅｌ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（３）−２ 液用柱状中空部Ｈｌ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（４）−１ ガス吐出部Ｅｇ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（４）−２ ガス用柱状中空部Ｈｇ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４）−４ 位置：ガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも３ｍｍ上流側に、ノズルの外壁面が当接するように配置
（５）−１ 液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（５）−２ 液吐出方向中心軸Ａｌとガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（５）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１の本数：１本
【００９９】
（ロ） 捕集体３：ネット（表面をフッ素樹脂でコーティングしたメッシュタイプのコンベアネット）の捕集面を紡糸液の吐出方向中心軸に対して直交するように配置
（１） 捕集体３の位置：紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向中心軸を基準として、重力方向に１００ｍｍの位置に捕集体３の捕集面が位置するように配置
（２）サクション装置４：サクションボックス（サクション口：８０ｍｍ×３５０ｍｍ）、捕集体３の下流側に配置、排気装置を兼用
【０１００】
（ハ） 紡糸容器５：高さ１０１０ｍｍ×幅１０１０ｍｍ×奥行１０１０ｍｍ
（１）紡糸装置１、捕集体３、サクション装置４を紡糸容器内に収納
（２）容器用ガス供給装置を紡糸容器５の上壁面に接続
【０１０１】
（前駆不織布の製造）
次の条件で、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂とが混在した、繊維断面が海島型のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後、捕集体３（ネット）上に集積させ、前駆不織布を製造した。
（イ） 各液吐出ノズルＮｌから紡糸液を３ｇ／時間の量で吐出
（ロ） 空気吐出量：１．３Ｌ／ｍｉｎ．
（ハ） 空気吐出流速：２５３ｍ／ｓｅｃ．
（ニ） ネットの移動速度：２ｍｍ／ｍｉｎ.
（ホ） サクションボックスの吸引条件：１．４ｍ３／ｍｉｎ．
（ヘ） 容器用ガスの供給条件：温度２８℃、湿度４０％の空気を５０Ｌ／ｍｉｎ．で供給
【０１０２】
（イオン交換不織布の製造）
前記前駆不織布を濃度５ｗｔ％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に１０分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、本発明のイオン交換不織布（目付：２０ｇ／ｍ２、厚さ：８００μｍ、イオン交換容量：０．３５ｍｅｑ／ｇ）を製造した。なお、イオン交換繊維の平均繊維径は６００ｎｍであった。また、苛性ソーダ浴に浸漬しても前駆不織布の収縮は５％以下で、問題なくイオン交換不織布を製造することができた。
【０１０３】
（実施例２）
実施例１と同様にして製造した前駆不織布を濃度６２％、温度９０℃の硫酸浴中に２５分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、本発明のイオン交換不織布（目付：４０ｇ／ｍ２、厚さ：２００μｍ、イオン交換容量：０．２５ｍｅｑ／ｇ）を製造した。なお、イオン交換繊維の平均繊維径は６００ｎｍであった。また、硫酸浴に浸漬しても前駆不織布の収縮は５％以下で、問題なくイオン交換不織布を製造することができた。
【０１０４】
（比較例１）
耐アルカリ性樹脂を混合せず、イオン交換基導入可能樹脂のみを溶解させた紡糸液を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、前駆不織布を製造した。
【０１０５】
その後、前記前駆不織布を濃度５ｗｔ％、温度９０℃の苛性ソーダ浴中に１０分間浸漬することによって、イオン交換基導入可能繊維にカルボキシル基を導入し、イオン交換不織布を製造しようとしたが、前駆不織布の収縮が１５％以上になり、シートとして取り扱うことができなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明のイオン交換不織布はイオン交換性能に優れているため、気体や液体などの流体中における不純物を除去又は回収できる濾過材として、或いはナトリウムなどの金属溶出物を除去できる超純水のファイナルフィルタとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｎｌ 液吐出ノズル
Ｎｌ１ 第１液吐出ノズル
Ｎｌ２ 第２液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｌ１ 第１液吐出部
Ｅｌ２ 第２液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｌ１ 第１液用柱状中空部
Ｈｌ２ 第２液用柱状中空部
Ｈｇ ガス用柱状中空部
Ｈｖｌ 液仮想柱状部
Ｈｖｌ１ 第１液仮想柱状部
Ｈｖｌ２ 第２液仮想柱状部
Ｈｖｇ ガス仮想柱状部
Ａｌ 吐出方向中心軸（液）
Ａｌ１ 第１吐出方向中心軸（液）
Ａｌ２ 第２吐出方向中心軸（液）
Ａｇ 吐出方向中心軸（ガス）
Ｃ ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ２ 外周間の距離が最も短い直線
１ 紡糸装置
２ 飛翔空間
３ 捕集体
４ サクション装置
５ 紡糸容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含むことを特徴とする、イオン交換不織布。
【請求項２】
紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する下記条件を満足する紡糸装置の、１箇所以上の液吐出部から、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出し、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後に集積して前駆不織布を形成した後、前記イオン交換基導入可能繊維をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入することを特徴とする、イオン交換不織布の製造方法。
記
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる
【請求項１】
イオン交換樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とが混在する、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換繊維を含むことを特徴とする、イオン交換不織布。
【請求項２】
紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する下記条件を満足する紡糸装置の、１箇所以上の液吐出部から、イオン交換基導入可能樹脂と耐アルカリ性樹脂又は耐酸性樹脂とを含有する紡糸液を吐出し、平均繊維径が１μｍ以下のイオン交換基導入可能繊維を紡糸した後に集積して前駆不織布を形成した後、前記イオン交換基導入可能繊維をアルカリ又は酸で処理することによってイオン交換基を導入することを特徴とする、イオン交換不織布の製造方法。
記
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１１１６８９（Ｐ２０１１−１１１６８９Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６８２５（Ｐ２００９−２６６８２５）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
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