説明

固体粒子融着繊維及び固体粒子融着繊維シートの製造方法

【課題】 熱可塑性繊維の表面に固体粒子を融着した固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートにおいて、より機能性を高めた固体粒子融着繊維および固体粒子融着繊維シートを提供する。
【解決手段】 少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維の製造方法であって、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成し、次いで前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする固体粒子融着繊維の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体粒子融着繊維及び固体粒子融着繊維シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性繊維の表面に固体粒子を担持する繊維を製造する方法としては、特許文献1に、熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子を、熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱し、熱可塑性樹脂の融点より高い温度に維持された状態で加熱固体粒子を前記繊維と接触させて、繊維表面に繊維表面の融着により固体粒子を担持させて固体粒子融着繊維を形成し、当該固体粒子融着繊維を冷却することにより、その繊維表面に固体粒子を固着させることを特徴とする、固体粒子担持繊維の製造方法が開示されている。
【0003】
この製造方法で得られる固体粒子担持繊維は、熱可塑性繊維の表面を予め溶融させておきこの溶融状態の熱可塑性繊維に固体粒子を融着させる従来技術によって得られる固体粒子担持繊維と対比すると、繊維表面の熱可塑性樹脂の層に固体粒子が埋没することがないため、その固体粒子の表面特性を有効に保持したまま、しかも均一に固着する効果を有している。しかしながら、加熱固体粒子による融着は瞬時に行われるため、融着が不十分になる場合や固着量が不十分になる場合があった。また固体粒子担持繊維または固体粒子担持繊維シートに対して複数の機能性を有することが要求された場合、その要求に答えることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−3070号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記問題を解決して、熱可塑性繊維の表面に固体粒子を融着した固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートにおいて、より機能性を高めた固体粒子融着繊維および固体粒子融着繊維シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維の製造方法であって、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする、固体粒子融着繊維の製造方法をその解決手段とした。
【0007】
請求項2に係る発明では、前記固体粒子Aの粒子径が前記固体粒子Bの粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の固体粒子融着繊維の製造方法であり、先に粒子径の大きい固体粒子Aを融着させることで固体粒子Aと固体粒子Bとを混合した粒子混合体を融着させた場合と比較して、固体粒子Aの融着量を多くすることができるという効果がある。
【0008】
請求項3に係る発明では、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維を含む熱可塑性繊維シートの前記熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維シートの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維シートに接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする、固体粒子融着繊維シートの製造方法である。
【0009】
請求項4に係る発明では、前記固体粒子Aの粒子径が前記固体粒子Bの粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の固体粒子融着繊維シートの製造方法であり、先に粒子径の大きい固体粒子Aを融着させることで、固体粒子Aと固体粒子Bとを混合した粒子混合体を融着させた場合と比較して、固体粒子Aの融着量を多くすることができるという効果がある。
【発明の効果】
【0010】
本発明によって、熱可塑性繊維の表面に固体粒子を融着した固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートにおいて、より機能性を高めた固体粒子融着繊維および固体粒子融着繊維シートを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の製造方法で使用する固体粒子融着繊維又は固体粒子融着繊維シートの製造装置の一例を模式的に示す構成図である。
【図2】本発明の製造方法で使用する固体粒子融着繊維又は固体粒子融着繊維シートの製造装置の別の例を模式的に示す概略図である
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係る固体粒子融着繊維又は固体粒子融着繊維シートの製造方法の実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
本発明による固体粒子融着繊維の製造方法は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維の製造方法であって、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする。
【0014】
また本発明による固体粒子融着繊維シートの製造方法は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維を含む熱可塑性繊維シートの前記熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維シートの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維シートに接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする。
【0015】
本発明の固体粒子融着繊維の製造方法で用いる前記熱可塑性繊維、あるいは、本発明の固体粒子融着繊維シートの製造方法で用いる繊維シートに含まれる前記熱可塑性繊維は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維であり、繊維表面が加熱(例えば、50℃以上の加熱、好ましくは80℃以上の加熱)により溶融する繊維であれば、繊維の種類は問わず適宜選択することができる。このような繊維としては、例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法(スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、静電防止法、紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法(例えば、特開2009−287138号公報)など)、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を除去することで繊維径が細い繊維を抽出する方法、繊維を叩解して分割された繊維を得る方法など公知の方法により得ることができる。
【0016】
また、前記熱可塑性繊維の断面形状はアルファベット型、略多角形型、丸型、だ円型、半円型、星型など公知の形態から適宜選択することができる。前記熱可塑性繊維が複合繊維である場合、その態様としては芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型などが可能であり、特に芯鞘型及びサイドバイサイド型であることが好ましい。
【0017】
前記溶融紡糸法又は直接紡糸法によって得られる繊維としては、例えば、熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、又はポリアミドなど)からなる合成繊維を挙げることができ、前記合成繊維は、1種類の熱可塑性樹脂からなる合成繊維であっても、異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維であっても適宜選択して使用することができる。このような複合繊維としては、融点の異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維を挙げることができ、例えば、共重合ポリエステル/ポリエステル、共重合ポリプロピレン/ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリアミド、ポリエチレン/ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリエステル、又はポリエチレン/ポリエステルなどの樹脂の組み合わせからなる複合繊維を挙げることができる。また、複合繊維が、芯に高融点樹脂を有し、鞘に低融点樹脂を有する芯鞘型複合繊維である場合には、固体粒子が熱可塑性繊維の表面に融着される際に繊維の収縮や糸切れが更に生じにくくなるので好ましい。なお、本発明において融点はJIS K 7121−1987に則して示差走査熱量分析計を用いて求める。
【0018】
また、前記熱可塑性繊維は、芯部分が融点を有せずに分解温度を有するような繊維、例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維、羊毛繊維、又は炭素繊維などの繊維の表面に、鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングや粉体塗装などにより塗布された繊維も適用可能である。また、前記熱可塑性繊維は、芯部分が無機繊維であり、高融点を有するような繊維、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、又は金属繊維などの繊維の表面に鞘部分として、熱可塑性樹脂が、例えば、コーティングや粉体塗装などにより塗布された繊維も適用可能である。
【0019】
また、前記熱可塑性繊維は表面が1又はそれ以上の熱可塑性樹脂からなる繊維であることが可能であり、当該熱可塑性樹脂が、繊維表面の構成樹脂に対して、50mass%以上、好ましくは60mass%以上、より好ましくは70mass%以上、特に好ましくは90mass%以上であることが可能である。
【0020】
前記熱可塑性繊維の平均繊維径は、固体粒子が融着可能である限り特に限定されず、0.1〜150μmの範囲とすることができ、好ましくは0.5〜100μmの範囲であり、より好ましくは1〜70μmの範囲である。ここで、平均繊維径とは、500本の繊維を測定して各繊維の断面形状から求められる繊維径の平均値を意味し、繊維の断面形状が円である場合には繊維断面の直径を繊維径とし、繊維の断面形状が円以外の場合には繊維の断面積と同じ面積の円の直径を繊維径とする。
【0021】
本発明の固体粒子融着繊維シートの製造方法で用いる前記熱可塑性繊維シートは、繊維シート中に、前記熱可塑性繊維を有する繊維シートである限り、特に限定されるものではなく、この熱可塑性繊維シートは、前記熱可塑性繊維のみを含むこともできるし、あるいは、前記熱可塑性繊維以外の繊維を含むこともできる。前記熱可塑性繊維(すなわち、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維)以外の繊維としては、特に限定されず、表面が熱可塑性樹脂でない繊維、例えば、無機繊維、あるいは、融点を有さず、分解温度を有する繊維などを用いることができる。前記熱可塑性繊維シート中に含まれる前記熱可塑性繊維の割合は、30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。
【0022】
前記熱可塑性繊維シートの構造としては、例えば、織物、編物、若しくは不織布などの布帛、又はそれらの組合せなどを挙げることができる。織物又は編物の場合には、例えば、前記熱可塑性繊維を織機又は編機により加工することによって得られる。また、前記熱可塑性繊維シートが不織布の場合には、例えば、従来の不織布の製法である、乾式法、湿式法、直接紡糸法(スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法、静電防止法、紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法(例えば、特開2009−287138号公報)など)などによって製造される不織布を適用することができる。また、これらの製法によって形成される不織布に、接着性繊維又は融点の異なる2種類以上の樹脂が複合された複合繊維などを予め混入させてから、加熱処理することにより、繊維間が接合された熱可塑性繊維シートとすることができる。また、前記不織布を機械的絡合処理(例えば、水流絡合又はニードルパンチなど)によって絡合させた熱可塑性繊維シートとすることもできる。また、前記不織布を、平滑なロール同士の間、凹凸のあるロール同士の間、あるいは平滑なロールと凹凸のあるロールとの間に供することで、部分的に加熱結合あるいは厚さ調整された熱可塑性繊維シートとすることもできる。また、種類の異なる前記熱可塑性繊維シートを複数積層して更に一体化してなる熱可塑性繊維シートとすることもできる。
【0023】
また、前記熱可塑性繊維シートの外観も特に限定されるものではなく、例えば、長尺状(例えば、ロールに巻回した繊維シート)、又は非長尺状(すなわち、前記長尺状繊維シートを切断して得ることのできる繊維シート)等を挙げることができる。
【0024】
また、前記熱可塑性繊維シートの面密度、厚さ、空隙率などの諸特性も特に限定されるものではないが、面密度は2〜500g/mであることが好ましく、3〜400g/mであることがより好ましく、5〜300g/mであることが更に好ましい。また厚さは0.01〜30mmであることが好ましく、0.02〜25mmであることがより好ましく、0.03〜20mmであることが更に好ましい。なお、本発明において厚さは、厚さが5mm以下については、厚さ測定器(ダイヤルシックネスゲージ0.01mmタイプH型式(株)尾崎製作所製)により測定した、5点の厚さの算術平均値を適用する。また厚さが5mmを超える場合は、0.5g/cmの荷重下で測定した厚さを適用する。また両方の方法で評価される場合は、前者の厚さ測定器によって得られた厚さの値を用いる。また空隙率は30〜99%であることが好ましく、50〜95%であることがより好ましく、70〜90%であることが更に好ましい。なお、本発明において空隙率とは、熱可塑性繊維シートの総体積に対する空隙の存在比率を意味しており、〔1−(面密度÷厚さ)÷比重〕×100で求められる値(面密度g/m、厚さμm、比重g/cm)のことをいう。
【0025】
本発明による固体粒子融着繊維の製造方法又は固体粒子融着繊維シートの製造方法で用いる固体粒子A及び固体粒子B(以下、総称して単に固体粒子と呼ぶことがある。)は、固体粒子を融着させるのに使用する前記熱可塑性繊維の表面を構成する熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体状の粒子である限り、無機質又は有機質のいずれであることもできる。なお、固体粒子Bは固体粒子Aと同一の粒子であることも異なる粒子であることも可能である。同一とは、材質、組成及び粒子径分布が同じであることを意味する。このような固体粒子の材質としては、例えば、炭化ケイ素、活性炭、ゼオライト、カーボン粒子、トルマリン、炭酸カルシウム、金属粒子、および酸化チタンなどの金属酸化物粒子、あるいは吸水性樹脂、イオン交換樹脂、撥水性樹脂などの機能性樹脂など、種々の材質を適用することができる。また前記固体粒子として、例えば、脱臭、ガス除去、触媒、吸水、イオン交換、電磁波放射、放熱、吸熱、イオン発生、導電、絶縁、抗菌、難燃、電磁波遮蔽、防音、又は撥水撥油などの機能性を有する固体粒子を適用すれば、繊維表面でその機能を有効に発揮することができる。
【0026】
前記固体粒子の融点又は分解温度は、前記熱可塑性繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する樹脂の融点より高いことが必要であり、もし、固体粒子の融点又は分解温度が、最も低い融点を有する樹脂の融点より低い場合は、加熱した固体粒子の熱により熱可塑性繊維表面が溶けず、固体粒子が熱可塑性繊維表面に融着された形態にはならない。すなわち、熱可塑性繊維表面に固体粒子が融着されないか、あるいは、熱可塑性繊維表面に固体粒子が融着されたとしても、その形態は、固体粒子が繊維表面よりも先に溶けて固体粒子が凝集体となったり、固体粒子と繊維表面とが広い面積で融着してしまう形態となり、融着された固体粒子の有効面積は少ないものとなってしまう。
【0027】
前記固体粒子の粒子径分布における累積高さ50%点の粒子径を粒子径D50とすると、粒子径D50は、前記熱可塑性繊維の平均繊維径以下であることが好ましい。固体粒子の粒子径D50が当該平均繊維径を超えると、固体粒子は熱可塑性繊維の表面より脱落し易くなり、繊維表面に固体粒子が融着した状態を保ち難くなる場合がある。また、このような固体粒子が融着した繊維を得ようとしても、固体粒子を繊維表面に融着させることが困難になる場合がある。本発明では、固体粒子の粒子径D50が前記熱可塑性繊維の平均繊維径の3/4以下であることが好ましく、3/5以下であることがより好ましい。また、固体粒子の粒子径D50は、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上が更に好ましい。また150μm以下とすることができ、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましい。なお、固体粒子の粒子径分布における累積高さ50%点の粒子径D50の値は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定器((株)セイシン企業製 LMS−30)を用いて、乾式法により、一次粒子としての固体粒子または凝集体となった二次粒子としての固体粒子につき500個以上の固体粒子を測定して求めることができる。
【0028】
本発明による固体粒子融着繊維の製造方法の第1工程では、熱可塑性繊維の表面の熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成する。また本発明による固体粒子融着繊維シートの製造方法の第1工程では、熱可塑性繊維シートに含まれる熱可塑性繊維の表面の熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維シートに接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成する。
【0029】
熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した加熱固体粒子Aを熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに接触させる方法は、当該接触によって、熱可塑性繊維の表面に固体粒子Aを融着させることができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、
(1A)加熱固体粒子Aを含有する気流を熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける方法;
(2A)加熱固体粒子Aを熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに対して自然落下させる方法;
(3A)加熱固体粒子Aと熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートとを装入した耐熱性容器を振盪する方法;
(4A)加熱固体粒子A中に熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを浸漬する方法;あるいは、
(5A)加熱固体粒子Aの流動層中に熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを曝す方法
などを挙げることができる。
【0030】
加熱固体粒子Aを熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに接触させる方法として、前記接触方法(1A)、すなわち、加熱固体粒子Aを含有する気流を熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける方法を用いる場合には、熱可塑性繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子Aと、気流とが混合された混合気流を用いる。このような接触方法(1A)を採用するには、図1または図2に例示する製造装置を利用することが好ましい。
【0031】
図1は本発明の製造方法で使用する装置の一例を模式的に示す構成図であり、被処理物として熱可塑性繊維80を使用し、被処理物支持手段として、熱可塑性繊維80を支持することのできる繊維支持手段70を使用することにより、本発明による固体粒子融着繊維の製造装置として使用することができる。また、被処理物として熱可塑性繊維シート80’を使用し、被処理物支持手段として、熱可塑性繊維シート80’を支持することのできる繊維シート支持手段70’を使用することにより、本発明による固体粒子融着繊維シートの製造装置として使用することができる。
【0032】
図1に示す製造装置は、気流を発生させる気流発生手段10と;固体粒子を供給する粒子供給手段20と;前記気流発生手段10と前記粒子供給手段20とにそれぞれ連絡し、前記気流発生手段10によって発生した前記気流が送り込まれるとともに、送り込まれた前記気流の中に、粒子供給手段20によって前記固体粒子を供給することにより、前記気流と前記固体粒子とを混合して混合気流を形成することができる粒子混合手段30と;前記粒子混合手段30に連絡され、前記粒子形成手段30によって形成された固体粒子含有気流を噴出する噴出手段40と;前記気流発生手段10、前記粒子供給手段20、前記粒子混合手段30、及び前記噴出手段40に、それぞれ、設けられた加熱手段50,51,52,53と;前記噴出手段40から噴出される固体粒子含有気流が熱可塑性繊維表面(又は熱可塑性繊維シート)と接触可能な位置に熱可塑性繊維80(又は熱可塑性繊維シート80’)を保持することのできる繊維支持手段70(又は繊維シート支持手段70’)とを含んでいる。
【0033】
また本発明による製造方法において、図2に示す装置を利用することがより好ましい。図2は本発明の製造方法で使用する装置の一例を模式的に示す概略図であり、図1に示す態様と同様に、被処理物として熱可塑性繊維80を使用し、被処理物支持手段として、熱可塑性繊維80を支持することのできる繊維支持手段70を使用することにより、本発明による固体粒子融着繊維の製造装置として使用することができる。また、被処理物として熱可塑性繊維シート80’を使用し、被処理物支持手段として、熱可塑性繊維シート80’を支持することのできる繊維シート支持手段70’または71を使用することにより、本発明による固体粒子融着繊維シートの製造装置として使用することができる。
【0034】
前述のように、記接触方法(1A)、すなわち、加熱固体粒子Aを含有する気流を熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける方法を用いる場合には、熱可塑性繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子Aと、気流とが混合された混合気流を用いる。このような混合気流を調製するには、例えば、
(a)気流の中に、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子を供給する方法;
(b)熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した気流の中に、固体粒子を供給する方法;あるいは、
(c)気流の中に固体粒子を供給したものを、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱する方法
などを挙げることができる。この内、混合気流調製方法(b)又は(c)によれば、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された気流を介して固体粒子が熱可塑性樹脂の融点以上に加熱される。
【0035】
なお、本発明の製造方法では、固体粒子を熱可塑性樹脂の融点以上に加熱することが必要であるが、もし熱可塑性繊維に過剰に高い温度の固体粒子が融着して熱可塑性繊維の糸切れや収縮を起こすという問題が生じる場合には、熱可塑性樹脂の融点より100℃高い温度を超えない温度に加熱するのが好ましく、熱可塑性樹脂の融点より50℃高い温度を超えない温度に加熱するのがより好ましい。
【0036】
前記混合気流調製方法(a)では、熱可塑性樹脂の融点より50℃低い温度以上の温度に加熱した気流に、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子を供給する方法が好ましい。この場合、気流と固体粒子とが混合される際に、固体粒子の温度が熱可塑性樹脂の融点より低くならないように予熱する効果がある。また、加熱された固体粒子が繊維に衝突するまでに固体粒子の温度が熱可塑性樹脂の融点より低くならないように保温する効果がある。なお、もし気流と固体粒子との混合気流を繊維に吹き付けた際に、繊維に過剰に高い温度の気流が当たり、繊維の糸切れや収縮を起こすという問題が生じる場合は、熱可塑性樹脂の融点より50℃低い温度以上の温度に加熱した気流であり、しかも、加熱した固体粒子Aの温度よりも低い温度に加熱した気流とすることが好ましい。
【0037】
また、前記の各混合気流調製方法(a)、(b)、又は(c)の何れの方法においても、気流と固体粒子とが混合された後の混合気流を、必要に応じて熱可塑性樹脂の融点以上に加熱することが好ましい。この場合、固体粒子が熱可塑性繊維に衝突するまでに固体粒子の温度が熱可塑性樹脂の融点より低くならないように保温する効果がある。
【0038】
加熱した気流を得るには、例えば、図1のように、気流発生手段10(例えば、ブロワー又はコンプレッサーなど)によって気流を発生させ、次いで、公知の加熱手段によって所定温度(例えば、熱可塑性樹脂の融点より50℃低い温度以上の温度、又は熱可塑性樹脂の融点以上の温度)に気流を加熱する方法を用いることができる。また、加熱した固体粒子を得るには、例えば、固体粒子供給手段20(例えば、ホッパー又は供給容器など)の内外にヒーター51を取り付けて、固体粒子供給手段20内の固体粒子を所定温度(例えば、熱可塑性樹脂の融点より50℃低い温度以上の温度、又は熱可塑性樹脂の融点以上の温度)に加熱する方法、あるいは、一般的に粉体の乾燥機として用いられる流動層型乾燥機などの装置を利用して、所定温度(例えば、熱可塑性樹脂の融点より50℃低い温度以上の温度、又は熱可塑性樹脂の融点以上の温度)に固体粒子を加熱する方法などを用いることができる。
【0039】
気流に固体粒子を供給して混合気流を調製する方法としては、例えば、固体粒子供給手段20(例えば、ホッパー又は供給容器など)から固体粒子を気流中に一定量ずつ供給する方法、あるいは、流動層型乾燥機などの装置を利用して熱可塑性樹脂の融点以上の温度まで固体粒子を加熱した後、その流動層型乾燥機より気体中に加熱された固体粒子が分散混合された混合気体を取り出し、該混合気体を気流に供給する方法を挙げることができる。
【0040】
また、これらの方法以外にも、例えば、図2のように、粒子混合手段30はエジェクターとなっており、気流発生手段としてのブロワー11及び加熱管12で生じた気流Aを粒子混合手段30に送り、粒子混合手段30には、粒子供給手段としての供給容器21とその底部に設けた回転式の供給制御ロータ23とを連絡させておき、気流Aによって生じる吸引力によって、粒子供給手段から供給する固体粒子29を吸引して、気流の中に固体粒子を供給する方法を用いることもできる。この場合、粒子混合手段30において、粒子が供給される部分31の気流Cの断面積を、その前後の断面積よりも小さくして気流を高速化すると、吸引力が強く働き、固体粒子の分散混合効果を大きくすることができる。
【0041】
前述のように、加熱固体粒子Aを含有する気流を熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付けるには、前述のようにして得られた混合気流(すなわち、熱可塑性繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された固体粒子Aを含む混合気流)を、熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける。吹き付けに先立ち、熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートの温度は、熱可塑性樹脂の融点未満で且つ当該融点との温度差が20℃以内の温度としておくのが好ましい。
【0042】
熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける方法としては、例えば、図2に例示するように、固体粒子を含む混合気流を、噴出手段としてのノズル41から噴出させると、固体粒子は、噴出時に与えられた運動エネルギーによる慣性力により熱可塑性繊維表面に衝突する。噴出手段は、例えば、前記粒子混合手段30に直接接続させるか、あるいは、接続管を介して接続させることができる。前記ノズルは、流体が噴出するに適した形状とすることができる。例えば、固体粒子の慣性力を高めるために、流路が絞られたものとすることや、あるいは、固体粒子の噴出角度を広げるために、ノズルの先端を広げた形状とすることができる。また、ノズルから噴出する固体粒子に応じて磨耗などの生じ難いノズル材質とすることも好ましい。
【0043】
また、図1または図2に例示するように、移動可能な繊維支持手段又は繊維シート支持手段によって支持した熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに加熱固体粒子を含有する気流を吹き付けることが好ましい。このような支持手段の好ましい例としては、例えば、加熱固体粒子を含有する気流を吹き付ける処理領域前後で、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを載置する回転ロール70(又は70’)、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートの両サイドをピンやグリップで把持しながら移動するテンター方式の装置、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを挟んで支持する対ロール、あるいは、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを載せながら吹き付けの処理が可能な開孔支持体(例えば、コンベアーネット71等)を挙げることができる。なお、コンベアーネット等によれば、複数の熱可塑性繊維を同時に支持することもできる。
【0044】
また、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートの巾方向に均一に吹き付けを行なうため、加熱固体粒子を含有する気流の噴出手段を複数設置することも、噴出手段に設けられたノズル孔を複数設けることも可能である。また、ノズル孔をスリット状として、熱可塑性繊維シート全巾までノズルの先端を広げた形状とすることも可能である。また、噴出手段を、熱可塑性繊維シートの巾方向に対してほぼ平行に、進行方向に対して直角またはある角度をつけて往復の移動を可能とすれば、噴出手段が少数であっても熱可塑性繊維シート全体を処理することができる。
【0045】
更に、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに加熱固体粒子を含有する気流を吹き付けた後で、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに融着しなかった余剰の固体粒子を回収して、回収した固体粒子を再利用することが好ましい。このような回収方法としては、例えば、図2に例示するように、繊維支持手段又は繊維シート支持手段の加熱固体粒子を含有する気流を吹き付ける側と反対側に粒子回収手段である粒子回収ボックス91を配置して、この粒子回収ボックス91によって余剰の固体粒子を回収する方法を挙げることができる。また、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに融着しなかった余剰の固体粒子を除去するため、例えば、コンベアーネット71を傾斜させ、振動により落下させる方式や、あるいは、気流で吹き飛ばす方式の粒子回収手段を用いる方法を併用することも可能である。当該気流で吹き飛ばす方式の粒子回収手段としては、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに融着しなかった余剰の固体粒子を吹き飛ばすブロワー92とエアノズル93とからなる気流吹き付け手段と、繊維支持手段又は繊維シート支持手段の気流吹き付け側とその反対側とに設けられた固体粒子を回収するサクションボックス94、95とから構成されることが好ましい。
【0046】
このようにして、第1工程では、固体粒子Aを熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成することができる。また、固体粒子Aを前記熱可塑性繊維シートに接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成することができる。なお第2工程に移行する前に、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに融着しなかった過剰の固体粒子を除去しておくことが好ましい。
【0047】
また、第2工程に移行する前に第1工程によって形成された固体粒子融着繊維前駆体または固体粒子融着繊維シート前駆体をドライヤーなどの使用により前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度の雰囲気中に晒すか、または前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱した一対のロールやベルトの間を通過させるなどの方法により、固体粒子Aが熱可塑性繊維の表面に埋没しない程度の低圧力下で加熱処理することにより、固体粒子Aを確実に熱可塑性繊維の表面に融着させることも可能である。また、第2工程に移行する前に第1工程によって形成された固体粒子融着繊維前駆体または固体粒子融着繊維シート前駆体を一旦冷却することも可能であり、冷却することにより、確実に固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に融着させることができる。また、第1工程では、必要に応じて熱可塑性繊維シートの表面と裏面に対して固体粒子Aの融着処理を行うことが可能である。
【0048】
本発明による固体粒子融着繊維の製造方法の第2工程では、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させて固体粒子融着繊維を形成する。また本発明による固体粒子融着繊維シートの製造方法の第2工程では、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させて固体粒子融着繊維シートを形成する。なお、固体粒子融着繊維前駆体は既に、第1工程によって固体粒子Aが熱可塑性繊維の表面に融着しているため、第2工程では、熱可塑性繊維の表面の固体粒子Aが融着していない部分に固体粒子Bを融着させることになる。なお実施例に示すように固体粒子Aとして撥水性のポリテトラフルオロエチレン粒子を選択し、固体粒子Bとしてポリテトラフルオロエチレン粒子の粒子径よりも小さな粒子径の導電性のカーボンブラックを選択した場合は、固体粒子Aの表面に慣性衝突により固体粒子Bの一部が固着する場合がある。なお固体粒子A及び固体粒子Bが帯電性を有する場合は、固体粒子Aの表面に慣性衝突に加え静電気沈着により固体粒子Bの一部が固着する場合がある。
【0049】
熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した加熱固体粒子Bを固体粒子融着繊維前駆体の表面又は固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させる方法は、当該接触によって、熱可塑性繊維の表面に固体粒子Bを融着させることができる限り、特に限定されるものではなく、例えば、
(1B)加熱固体粒子Bを含有する気流を固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体表面に吹き付ける方法;
(2B)加熱固体粒子Bを固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体に対して自然落下させる方法;
(3B)加熱固体粒子Bと固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体とを装入した耐熱性容器を振盪する方法;
(4B)加熱固体粒子B中に固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体を浸漬する方法;あるいは、
(5B)加熱固体粒子Bの流動層中に固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体を曝す方法
などを挙げることができる。
【0050】
加熱固体粒子Bを固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させる方法として、前記接触方法(1B)、すなわち、加熱固体粒子Bを含有する気流を固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体表面に吹き付ける方法を用いる場合には、熱可塑性繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の内、最も低い融点を有する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した固体粒子Bと、気流とが混合された混合気流を用いる。
【0051】
このような混合気流を調製するには、前述の第1工程の説明において説明した、混合気流の調製方法をそのまま適用することができる。また「(1B)加熱固体粒子Bを含有する気流を固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体表面に吹き付ける方法」についても、前述の第1工程で説明した「(1A)加熱固体粒子Aを含有する気流を熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートに吹き付ける方法」において、加熱固体粒子Aを加熱固体粒子Bに置き換え、熱可塑性繊維表面又は熱可塑性繊維シートを固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体表面に置き換えて、第1工程での説明をそのまま適用することができる。
【0052】
また、第1工程の後に第2工程を実施するには、例えば図1又は図2に示す装置を用いて、原材ロール81から熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートを巻きだして第1工程を実施し、固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体を形成し、この固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体を一旦巻き上げて仕掛りロール82にしておき、次いでこの仕掛りロール82から固体粒子融着繊維前駆体又は固体粒子融着繊維シート前駆体を巻きだして、第1工程と同じ処理面に加熱固体粒子を吹き付けて、第2工程を実施し、固体粒子融着繊維又は固体粒子融着繊維シートを形成し、この固体粒子融着繊維又は固体粒子融着繊維シートを巻き上げて製品ロール83にすることができる。
【0053】
また、例えば図1又は図2に示す装置において、固体粒子含有気流を噴出する噴出手段40を熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートの進行方向に対して前後になるように2台設置して、前方に設置した噴出手段40によって第1工程を実施して、次いで後方に設置した噴出手段40’(図示しない)によって、連続的に第2工程を実施することも可能である。
【0054】
このようにして、第2工程では、固体粒子Bを固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させて固体粒子融着繊維を形成することができる。また固体粒子Bを固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させて固体粒子融着繊維シートを形成することができる。
【0055】
本発明の製造方法では、固体粒子Aおよび固体粒子Bの選択の仕方や、固体粒子を熱可塑性繊維の表面に接触させる条件によって、様々な特徴のある固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートを形成することができる。
【0056】
例えば、第1工程の固体粒子Aと第2工程の固体粒子Bとに同じ粒子を採用し、第1工程において、熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに融着しなかった余剰の固体粒子Aを除去してから、第2工程を行うことにより、熱可塑性繊維の表面の固体粒子Aが融着していない部分に固体粒子Aを融着させることになり、固体粒子Aの融着量を増加させることが可能である。特に粉砕したシリカ粒子やアルミナ粒子のように粒子の形状が不規則な場合は、第1工程で融着が不十分になることがあり、このような固体粒子の融着に好ましい方法である。例えば後述する実施例1のシリカ粒子の場合、第1工程での融着量が限界に近い8.8g/mであるのに対して、第2工程後の融着量は13.0であり、約48%の増量となっている。また、実施例2のアルミナ粒子の場合、第1工程での融着量が限界に近い38.6g/mであるのに対して、第2工程後の融着量は50.3であり、約30%の増量となっている。このように、第1工程と第2工程の融着方法が同じ条件で実施された場合、20〜70%の増量が可能である。
【0057】
また例えば、先に固体粒子Bよりも粒子径(例えば粒子径D50)の大きい固体粒子Aを融着させることで、固体粒子Aと固体粒子Bを混合した粒子混合体を融着させた場合と比較して、固体粒子Aの融着量を多くすることができるという効果がある。この効果は、固体粒子Aと固体粒子Bを混合した粒子混合体を第1工程と同様にして、熱可塑性繊維の表面に融着させた場合、熱可塑性繊維の表面との接触面積の小さい固体粒子Bが優先的に熱可塑性繊維の表面に融着してしまうためではないかと考えられる。このように本発明では、固体粒子Aとして融着量を多くしたい固体粒子を採用することで、特定の融着量を有する固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートを得ることが可能である。
【0058】
なお、固体粒子Aの融着量を少なくしたい場合は、固体粒子Aと固体粒子Bを入れ替えることも可能であるが、第1工程において、固体粒子Aの融着量が少なくなるように、例えば加熱固体粒子Aを含有する気流において加熱固体粒子Aの含有量を少なくすることなどの方法を採用することが可能である。このように本発明では、固体粒子Aおよび固体粒子Bの融着比率を自由に設定することが可能である。
【0059】
また例えば、固体粒子Bの材質を固体粒子Aの材質と異なるように選択して、固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートが、2種類の機能を同時に発揮するようにすることも可能である。2種類の固体粒子はそれぞれ独立して存在するため、例え2種類の固体粒子が相反する機能を有していたとしても、両方の機能を同時に発揮することが可能である。例えば後述する実施例3では固体粒子AとしてPTFEからなる撥水性粒子を用い、固体粒子Bとしてカーボンブラックからなる導電性粒子を用いて、導電性且つ撥水性の機能を有する固体粒子融着繊維シートを製造している。ここで、PTFEからなる固体粒子Aは電気絶縁性であり、カーボンブラックからなる固体粒子Bは導電性であり、相反する特性を有しているといえる。
【0060】
本発明の製造方法で得られる固体粒子融着繊維シートの面密度、厚さなどの諸特性も特に限定されるものではないが、面密度は3〜650g/mであることが好ましく、4〜550g/mであることがより好ましく、6〜450g/mであることが更に好ましい。また厚さは0.01〜35mmであることが好ましく、0.02〜30mmであることがより好ましく、0.03〜25mmであることが更に好ましい。
【0061】
また、固体粒子の融着量は0.1〜200g/mであることが好ましく、0.2〜180g/mであることがより好ましく、0.3〜150g/mであることが更に好ましい。
【0062】
本発明の製造方法によれば、加熱した固体粒子を熱可塑性繊維表面に接触させているので、熱可塑性繊維表面に固体粒子が接触した部分のみが溶融して固体粒子を融着している。そのため、固体粒子の表面の内、接触部分以外又は融着部分以外の表面部分を溶融樹脂が覆ってしまうことが非常に少なくなっている。また、熱可塑性繊維表面の樹脂全体が溶融して流動化することによって固体粒子が埋没してしまうことも、非常に少なくなっている。また、接触した固体粒子の隙間より溶融樹脂が沁み出し、その固体粒子の外側にある固体粒子をも融着して、熱可塑性繊維表面上で固体粒子が部分的に複層となってしまい、熱可塑性繊維表面に固体粒子が均一に融着されないという問題が発生しない。
【0063】
また、本発明の製造方法によれば、固体粒子が熱可塑性繊維表面のみを溶融するので、熱可塑性繊維が単一の樹脂成分からなる繊維であっても、接触処理時又は融着処理時に熱可塑性繊維が収縮したり、熱可塑性繊維全体が溶融して糸切れが生じて問題となることがない。また、熱可塑性繊維全体の熱劣化や熱可塑性繊維表面の熱劣化が起きないか、もし起きても少なくて済むという有利な効果がある。
【0064】
また、本発明の製造方法において、加熱固体粒子と熱可塑性繊維又は熱可塑性繊維シートに含まれる熱可塑性繊維とを接触させる方法として、前記接触方法(1A)又は(1B)、すなわち、加熱された固体粒子を含む気流を熱可塑性繊維に吹き付ける方法を用いた場合には、固体粒子の慣性力により固体粒子が熱可塑性繊維表面に衝突して、固体粒子が熱可塑性繊維表面にしっかりと融着することができる。
【0065】
また、本発明の製造方法によって、熱可塑性繊維の表面に固体粒子を融着した固体粒子融着繊維または固体粒子融着繊維シートにおいて、より機能性を高めた固体粒子融着繊維および固体粒子融着繊維シートを提供することが可能である。
【0066】
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
【実施例】
【0067】
(実施例1)
(熱可塑性繊維シートの準備)
抄造装置により、芯成分がポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が高密度ポリエチレン樹脂(融点=132℃)からなる芯鞘型複合繊維(繊維径=10.5μm、繊維長=5mm)100%からなる抄造シート(熱可塑性繊維シート)を作成した。次に、この抄造シートを金網のコンベアーベルトの上に載置して、エアースルー型のドライヤーの中で、複合繊維の接着成分である高密度ポリエチレン樹脂が溶融するように、140℃の温度で熱接着処理を行ない、湿式法不織布の原材ロールを得た。この湿式法不織布は、厚さが0.27mmであり、面密度が50g/mであった。
【0068】
(第1工程)
図2示す製造装置において、市販のシリカ粒子(アドマテックス社製、品名:アドマファイン、品番SO−C3、二次粒子径D50:1.5μm)を供給容器21に投入し、ヒーター51によってシリカ粒子を220℃に加熱し、さらに回転式の供給制御ロータ23によりこの加熱したシリカ粒子をエジェクターに供給した。その一方、ブロワー11及び加熱管12で生じた167℃に加熱した気流Aをエジェクターに送り、気流Aによって生じる吸引力によって、供給制御ロータ23から供給した固体粒子29を吸引して、気流Aの中にシリカ粒子を混合させてシリカ混合気流を形成し、ノズル41からシリカ混合気流を噴出させた。シリカ混合気流には80g/mのシリカ粒子が含まれていた。
【0069】
ついで、この原材ロール81から湿式法不織布をコンベアーネット71上に5m/分の速度で巻きだし、ノズル41の下を通過させ、湿式法不織布にシリカ混合気流を吹き付け、加熱したシリカ粒子により芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン樹脂を溶融させ、シリカ粒子を芯鞘型複合繊維の表面に融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成した。なお、シリカ混合気流の吹き付けに際して湿式法不織布に融着しなかった余剰のシリカ粒子は、コンベアーネット71の下に配置された粒子回収ボックス91によって吸引により回収した。さらに、ブロワー92とエアノズル93を用いて湿式法不織布に融着しなかった余剰のシリカ粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のシリカ粒子を回収した。その後、固体粒子融着繊維シート前駆体を仕掛りロール82として巻き取った。
得られた固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は58.8g/mであり、融着したシリカ粒子は8.8g/mであった。
【0070】
(第2工程)
ついで、第1工程と同じ製造装置を用いて、仕掛りロール82から固体粒子融着繊維シート前駆体をコンベアーネット71上に5m/分の速度で巻きだし、ノズル41の下を通過させ、固体粒子融着繊維シート前駆体にシリカ混合気流を吹き付け、加熱したシリカ粒子により芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン樹脂を溶融させ、芯鞘型複合繊維の表面の第1工程においてシリカ粒子が融着していない部分に融着させて固体粒子融着繊維シートを形成した。なお、シリカ混合気流の吹き付けに際して固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のシリカ粒子は、コンベアーネット71の下に配置された粒子回収ボックス91によって吸引により回収した。さらに、ブロワー92とエアノズル93を用いて固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のシリカ粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のシリカ粒子を回収した。その後、固体粒子融着繊維シートを半製品ロール83として巻き取った。
得られた固体粒子融着繊維シートの厚さは0.283mmであり、面密度は63.0g/mであり、第1工程と第2工程によって融着したシリカ粒子は13.0g/mであった。このように、第1工程でのシリカ粒子の融着量8.8g/mに対して、シリカ粒子の融着量の増加割合は47.7%であった。
【0071】
(実施例2)
実施例1において、シリカ粒子の代わりに、市販のアルミナ粒子(日本軽金属(株)製、品名:微粒アルミナ、品番:A34、粒子径D50:3.8μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は88.6g/mであり、融着したアルミナ粒子は38.6g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.306mmであり、面密度は100.3g/mであり、第1工程と第2工程によって融着したアルミナ粒子は50.3g/mであった。このように、第1工程でのアルミナ粒子の融着量38.6g/mに対して、アルミナ粒子の融着量の増加割合は30.3%であった。
【0072】
(実施例3)
(熱可塑性繊維シートの準備)
実施例1と同様の抄造装置により、厚さが0.06mmであり、面密度が10g/mであること以外は実施例1と同様の湿式法不織布及び原材ロールを得た。
【0073】
(第1工程)
図2示す製造装置において、市販のポリテトラフルオロエチレン粒子(ファインテック(株)製のPTFEパウダー、粒子径D50:5.6μm)(以下、PTFE粒子と称することがある。)を供給容器21に投入し、ヒーター51によってPTFE粒子を200℃に加熱し、さらに回転式の供給制御ロータ23によりこの加熱したPTFE粒子をエジェクターに供給した。その一方、ブロワー11及び加熱管12で生じた150℃に加熱した気流Aをエジェクターに送り、気流Aによって生じる吸引力によって、供給制御ロータ23から供給したPTFE粒子29を吸引して、気流Aの中にPTFE粒子を混合させてPTFE混合気流を形成し、ノズル41からPTFE混合気流を噴出させた。PTFE混合気流には13g/mのPTFE粒子が含まれていた。
【0074】
ついで、原材ロール81から湿式法不織布をコンベアーネット71上に12m/分の速度で巻きだし、ノズル41の下を通過させ、湿式法不織布にPTFE混合気流を吹き付け、加熱したPTFE粒子により芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン樹脂を溶融させ、PTFE粒子を芯鞘型複合繊維の表面に融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成した。なお、PTFE混合気流の吹き付けに際して湿式法不織布に融着しなかった余剰のPTFE粒子は、コンベアーネットの下に配置された粒子回収ボックス91によって吸引により回収した。さらに、ブロワー92とエアノズル93を用いて湿式法不織布に融着しなかった余剰のPTFE粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のPTFE粒子を回収した。その後、固体粒子融着繊維シート前駆体を仕掛りロール82として巻き取った。
ついで、湿式法不織布の裏面についても同様の融着処理を行い、再び仕掛りロール82として巻き取った。得られた固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は12.1g/mであり、融着したPTFE粒子は2.1g/mであった。
【0075】
(第2工程)
図2示す製造装置において、市販のカーボンブラック(電気化学工業(株)製、品名:デンカブラック、一次粒子径:30〜40nm、二次粒子径D50:2〜7μm、形状:粒状、材質:アセチレンブラック)(以下、CB粒子と称することがある。)を供給容器21に投入し、ヒーター51によってCB粒子を220℃に加熱し、さらに回転式の供給制御ロータ23によりこの加熱したCB粒子をエジェクターに供給した。その一方ブロワー11及び加熱管12で生じた150℃に加熱した気流Aをエジェクターに送り、気流Aによって生じる吸引力によって、供給制御ロータ23から供給したCB粒子29を吸引して、気流Aの中にCB粒子を混合させてCB混合気流を形成し、ノズル41からCB混合気流を噴出させた。CB混合気流には44g/mのCB粒子が含まれており、噴出量は0.5m/分であった。
【0076】
ついで、仕掛りロール82から固体粒子融着繊維シート前駆体をコンベアーネット71上に4m/分の速度で巻きだし、ノズル41の下を通過させ、固体粒子融着繊維シート前駆体にCB混合気流を吹き付け、加熱したCB粒子により芯鞘型複合繊維の鞘成分である高密度ポリエチレン樹脂を溶融させ、芯鞘型複合繊維の表面の第1工程においてPTFE粒子が融着していない部分に融着させて固体粒子融着繊維シートを形成した。なお、CB粒子の一部はPTFE粒子の表面に慣性衝突により固着していた。また、CB混合気流の吹き付けに際して固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のCB粒子を、コンベアーネット71の下に配置された粒子回収ボックス91によって吸引により回収した。さらに、ブロワー92とエアノズル93を用いて固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のCB粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のCB粒子を回収した。その後、固体粒子融着繊維シートを半製品ロール83として巻き取った。
ついで、固体粒子融着繊維シート前駆体の裏面についても同様の融着処理を行い、約20cm幅の製品ロール83として巻き取った。得られた固体粒子融着繊維シートの厚さは
0.066mmであり、面密度は12.5g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は0.4g/mであった。このように、PTFE粒子が2.1g/mとCB粒子が0.4g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で143°であり、この粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0077】
(実施例4)
実施例3の第1工程において、ノズル41からPTFE混合気流を噴出するに際して、PTFE混合気流に26g/mのPTFE粒子を含有させたこと、および仕掛りロール82から固体粒子融着繊維シート前駆体をコンベアーネット71上に5m/分の速度で巻きだしたこと以外は、実施例3と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は14.2g/mであり、融着したPTFE粒子は4.2g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.067mmであり、面密度は14.5g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は0.3g/mであった。このように、PTFE粒子が4.2g/mとCB粒子が0.3g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、実施例3の固体粒子融着繊維シートと比較して、PTFE粒子の付着量が2.1g/m増加した。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で144°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0078】
(実施例5)
実施例3の第2工程において、固体粒子融着繊維シートを形成した後、CB粒子が融着した固体粒子融着繊維シート前駆体を130℃に加熱したベルトの間を通過させることによりCB粒子を確実に融着させる工程を追加して、この工程の後で、ブロワー92とエアノズル93を用いて固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のCB粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のCB粒子を回収したこと以外は、実施例3と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は12.1g/mであり、融着したPTFE粒子は2.1g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.065mmであり、面密度は13.9g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は1.8g/mであった。このように、PTFE粒子が2.1g/mとCB粒子が1.8g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、実施例3の固体粒子融着繊維シートと比較して、CB粒子の融着及び固着量が1.4g/m増加した。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で145°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0079】
(実施例6)
実施例3の第1工程において、ノズル41からPTFE混合気流を噴出するに際して、PTFE混合気流に26g/mのPTFE粒子を含有させたこと、、仕掛りロール82から固体粒子融着繊維シート前駆体をコンベアーネット71上に5m/分の速度で巻きだしたこと、および実施例3の第2工程において、固体粒子融着繊維シートを形成した後、CB粒子が融着した固体粒子融着繊維シート前駆体を130℃に加熱したベルトの間を通過させることによりCB粒子を確実に融着させる工程を追加して、この工程の後で、ブロワー92とエアノズル93を用いて固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のCB粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のCB粒子を回収したこと以外は、実施例3と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は14.2g/mであり、融着したPTFE粒子は4.2g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.067mmであり、面密度は15.8g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は1.6g/mであった。このように、PTFE粒子が4.2g/mとCB粒子が1.6g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、実施例3の粒子融着繊維シートと比較して、PTFE粒子の付着量が2.1g/m増加し、CB粒子の融着及び固着量が1.2g/m増加した。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で145°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0080】
(実施例7)
実施例3の「熱可塑性繊維シートの準備」において、実施例1と同様の抄造装置により、厚さが0.150mmであり、面密度が30g/mである湿式法不織布及び原材ロールを得たこと以外は、実施例3と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は38.7g/mであり、融着したPTFE粒子は8.7g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.170mmであり、面密度は40.1g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は1.4g/mであった。このように、PTFE粒子が8.7g/mとCB粒子が1.4g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、実施例3の固体粒子融着繊維シートと比較して、PTFE粒子の付着量が6.6g/m増加し、CB粒子の融着及び固着量が1.0g/m増加した。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で144°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0081】
(実施例8)
実施例3の「熱可塑性繊維シートの準備」において、実施例1と同様の抄造装置により、厚さが0.150mmであり、面密度が30g/mである湿式法不織布及び原材ロールを得たこと、および実施例3の第2工程において、固体粒子融着繊維シートを形成した後、CB粒子が融着した固体粒子融着繊維シート前駆体を130℃に加熱したベルトの間を通過させることによりCB粒子を確実に融着させる工程を追加して、この工程の後で、ブロワー92とエアノズル93を用いて固体粒子融着繊維シート前駆体に融着しなかった余剰のCB粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のCB粒子を回収したこと以外は、実施例3と同様にして、固体粒子融着繊維シート前駆体および固体粒子融着繊維シートを得た。固体粒子融着繊維シート前駆体の面密度は38.7g/mであり、融着したPTFE粒子は8.7g/mであった。また、固体粒子融着繊維シートの厚さは0.168mmであり、面密度は42.4g/mであり、第2工程によって融着及び固着したCB粒子は3.7g/mであった。このように、PTFE粒子が8.7g/mとCB粒子が3.7g/m融着及び固着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、実施例3の固体粒子融着繊維シートと比較して、PTFE粒子の付着量が6.6g/m増加し、CB粒子の融着及び固着量が3.3g/m増加した。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で143°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れると共に撥水性にも優れていた。
【0082】
(比較例1)
実施例3において、第1工程を実施しなかったこと、および第2工程において固体粒子融着繊維シート前駆体を用いずに熱可塑性繊維シートを用いたこと、以外は実施例3と同様にして固体粒子融着繊維シートを得た。
得られた固体粒子融着繊維シートの厚さは0.060mmであり、面密度は10.8g/mであり、CB粒子が0.8g/m融着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、この固体粒子融着繊維シートの接触角は表・裏平均で141°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れているが、実施例3と比較して撥水性に劣るものであった。
【0083】
(比較例2)
実施例3において、第1工程を実施しなかったこと、第2工程において固体粒子融着繊維シート前駆体を用いずに熱可塑性繊維シートを用いたこと、および固体粒子融着繊維シートを形成した後、130℃に加熱したベルトの間を通過させることによりCB粒子を確実に融着させる工程を追加して、この工程の後で、ブロワー92とエアノズル93を用いて熱可塑性繊維シートに融着しなかった余剰のCB粒子を吹き飛ばし、コンベアーネット71の上下に設けたサクションボックス94、95によって余剰のCB粒子を回収したこと以外は実施例3と同様にして固体粒子融着繊維シートを得た。
得られた固体粒子融着繊維シートの厚さは0.060mmであり、面密度は12.4g/mであり、CB粒子が2.4g/m融着した固体粒子融着繊維シートを得た。また、この固体粒子融着繊維シートの通気度(フラジール形法)は287cm/cm・sであり、接触角は表・裏平均で139°であり、この固体粒子融着繊維シートは導電性に優れているが、実施例3と比較して撥水性に劣るものであった。
【符号の説明】
【0084】
10 気流発生手段
11 ブロワー
12 加熱管
20 粒子供給手段
21 供給容器
23 回転式の供給制御ロータ
29 固体粒子
30 粒子混合手段、エジェクター
31 加熱固体粒子が供給される部分
40 噴出手段
41 ノズル
50,51,52,53 加熱手段
70 ロール又は繊維支持手段
70’ロール又は繊維シート支持手段
71 コンベアーネット又は繊維シート支持手段
80 繊維
80’ 繊維シート
81 原材ロール
82 仕掛りロール
83 半製品ロール、製品ロール
91 粒子回収ボックス
92 ブロワー
93 エアノズル
94,95 サクションボックス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維の表面に接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維前駆体の表面に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする、固体粒子融着繊維の製造方法。
【請求項2】
前記固体粒子Aの粒子径が前記固体粒子Bの粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の固体粒子融着繊維の製造方法。
【請求項3】
少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる熱可塑性繊維を含む熱可塑性繊維シートの前記熱可塑性繊維の表面に、前記熱可塑性樹脂の融点より高い融点又は分解温度を有する固体粒子A及び固体粒子Bを融着する固体粒子融着繊維シートの製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Aを前記熱可塑性繊維シートに接触させ、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Aを融着させて固体粒子融着繊維シート前駆体を形成し、次いで、前記熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱した前記固体粒子Bを前記固体粒子融着繊維シート前駆体に接触させて、前記熱可塑性樹脂により前記固体粒子Bを融着させることを特徴とする、固体粒子融着繊維シートの製造方法。
【請求項4】
前記固体粒子Aの粒子径が前記固体粒子Bの粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の固体粒子融着繊維シートの製造方法。

【図1】
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【図2】
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