JP2017155366A - 不織布の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電界紡糸法により不織布を形成する際に、搬送ベルトに付着した繊維くずを容易に除去できるとともに、除去した繊維くずの回収が容易である、不織布の製造方法を提供する。
【解決手段】不織布の製造方法は、繊維を含む不織布を製造する方法であって、繊維形成空間において、前記繊維の原料を含む原料液から電界紡糸により前記繊維を生成させ、生成した前記繊維を、搬送ベルトの主面に供給された基材上に堆積させて不織布を形成する第１工程と、前記不織布を前記基材とともに、前記搬送ベルトから離す第２工程と、前記搬送ベルトに残存する繊維くずを、前記搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置された複数のブラシ部と移動している前記搬送ベルトとを接触させて除去する第３工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、繊維を堆積させて不織布を形成するための搬送ベルトに付着した繊維くずを除去できる不織布の製造方法および製造装置に関する。

繊維の不織布は、濾材の他、様々な用途に利用されている。不織布の製法の１つとして電界紡糸法が知られている。電界紡糸法では、例えば、製造ラインの搬送ベルトの主面に基材を供給し、繊維の原料を含む原料液から静電気力により繊維を生成させて、基材上に堆積させることにより不織布が製造される。このとき、不織布における繊維の分布をできるだけ均一にするために、基材よりも広い範囲に繊維を堆積させる。そのため、不織布および基材を剥離した後の搬送ベルトには、繊維くずが付着した状態となる。搬送ベルトは、通常、環状であり、ローラにより回転させて、繊維の堆積により不織布を形成することと、搬送ベルトから不織布を回収することとが繰り返し行われる。そのため、繊維を堆積させる前に、搬送ベルトに付着した繊維くずを除去することが求められる。しかし、従来、このような繊維くずの除去は、粘着シートやブラシなどを用いて手作業で行われている。

なお、特許文献１には、エアレイ不織布を作製する際に、ガス排出ノズルでガスをチャンバの最上部から供給して、繊維くずをチャンバから排出することが教示されている。

特開２０１５−５０３６８２号公報

電界紡糸法により不織布を形成する場合、搬送ベルトに付着した繊維くずを、粘着シートやブラシを用いて手作業で除去すると、繊維くずは粘着シートやブラシに強固に付着した状態となる。そのため、粘着シートやブラシに付着した繊維くずを回収することは困難である。

本発明の目的は、電界紡糸法により不織布を形成する際に、搬送ベルトに付着した繊維くずを容易に除去できるとともに、除去した繊維くずの回収が容易である、不織布の製造方法および製造装置を提供することである。

本発明の一局面は、繊維を含む不織布を製造する方法であって、
繊維形成空間において、前記繊維の原料を含む原料液から電界紡糸により前記繊維を生成させ、生成した前記繊維を、搬送ベルトの主面に供給された基材上に堆積させて不織布を形成する第１工程と、
前記不織布を前記基材とともに、前記搬送ベルトから離す第２工程と、
前記搬送ベルトに残存する繊維くずを、前記搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置された複数のブラシ部と移動している前記搬送ベルトとを接触させて除去する第３工程と、を含む、不織布の製造方法に関する。

本発明の他の一局面は、搬送ベルトの主面に基材を供給する基材供給部と、
繊維の原料を含む原料液を電界紡糸することにより前記繊維を生成させ、前記繊維を前記基材上に堆積させて不織布を形成する電界紡糸機構と、
前記不織布および前記基材を前記搬送ベルトから離した後、前記搬送ベルトに残存する繊維くずを除去する複数のブラシ部と、を備え、
前記複数のブラシ部は、前記搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている、不織布の製造装置に関する。

本発明によれば、電界紡糸法により不織布を形成する際に、搬送ベルトに付着した繊維くずを容易に除去でき、さらに除去した繊維くずを容易に回収することができる。

本発明の一実施形態に係る不織布の製造装置の一例の構成を概略的に示す図である。 図１のクリーニングユニットによる繊維くずの除去を説明するための概略断面図である。 本発明の他の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。 図４のＶ−Ｖ線による矢示断面図である。 本発明の別の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。

［不織布の製造方法および製造装置］
本発明に係る繊維を含む不織布を製造する方法は、
繊維形成空間において、繊維の原料を含む原料液から電界紡糸により繊維を生成させ、生成した繊維を、搬送ベルトの主面に供給された基材上に堆積させて不織布（第１不織布）を形成する第１工程と、
不織布を基材とともに、搬送ベルトから離す第２工程と、
搬送ベルトに残存する繊維くずを、搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置された複数のブラシ部と移動している搬送ベルトとを接触させて除去する第３工程と、を含む。

電界紡糸法では、搬送ベルトの主面に供給された基材上に電界紡糸により生成した繊維を堆積させて不織布を形成する。このとき、基材よりも広い範囲に堆積された繊維は、基材とともに不織布を搬送ベルトから離す際に、繊維くずとして搬送ベルト上に残存する。搬送ベルトは、基材を保持し易くするため、ある程度の粘着性を有しており、不織布を製造する際に繊維くずが付着すると除去し難い。搬送ベルトに付着した繊維くずが完全に除去されない状態で、再び繊維を堆積させると、基材に繊維くずが付着した状態の不織布が後工程に搬送される場合がある。後工程で繊維くずが脱落すると、製造設備内が汚染される。特に、不織布と基材とを、ローラなどを備える圧着部において圧着する際に、繊維くずがローラに付着して固化すると、適切な圧着を行うことができなくなり、不織布の品質が損なわれる。

搬送ベルトに付着した繊維くずは、従来、粘着シートやブラシで手作業により除去されている。しかし、粘着シートやブラシが繊維くずの除去性に優れる場合には、付着した繊維くずを粘着シートやブラシから回収することは難しい。このような観点から、繊維くずの除去性と、付着した繊維くずの回収性との双方に優れる方法が求められる。また、繊維くずを搬送ベルトから除去し、除去した繊維くずを回収する作業を、不織布の製造において一連の工程として行うことができれば工業的に極めて有用である。

本発明では、搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置された複数のブラシ部と、搬送ベルトとを接触させることで、搬送ベルトに残存する繊維くずを除去する。複数のブラシ部が搬送ベルトと接触することで、搬送ベルトに付着した繊維くずをより確実に除去することができるため、繊維くずの除去が容易である。複数のブラシ部が間隔をあけて配置されているため、ブラシ部で擦り取られた繊維くずは、隣接する２つのブラシ部の隙間に集まる。よって、集まった繊維くずを容易に回収することができる。また、ブラシ部の毛の間に繊維くずが溜まることが抑制されるため、特にブラシ部のクリーニングを行う必要がない。また、複数のブラシ部は搬送ベルトの移動経路に沿って配されているため、不織布の製造において、繊維くずの除去と回収とを一連の工程として行うことができ、極めて簡便であるとともに、コスト的にも有利である。

不織布は、例えば、製造ラインの上流から下流に向かって搬送ベルトを用いて基材を搬送し、搬送される基材の主面に不織布を形成し、基材および不織布の積層物を搬送ベルトから離し、搬送ベルトに残存する繊維くずを除去する製造装置により製造することができる。このような製造装置は、例えば、（１）搬送ベルトの主面に基材を供給する基材供給部と、（２）繊維の原料を含む原料液を電界紡糸することにより繊維を生成させ、繊維を基材上に堆積させて不織布を形成する電界紡糸機構と、（３）不織布および基材を搬送ベルトから離した後、搬送ベルトに残存する繊維くずを除去する複数のブラシ部と、を備えている。ここで、複数のブラシ部は、搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている。本発明には、このような製造装置も包含される。
以下、適宜図面を参照しながら、不織布の製造方法および製造装置についてより具体的に説明するが、以下の製造装置は、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明に係る不織布の製造装置の一例の構成を概略的に示す図である。図１では、基材（多孔質基材）１と、不織布２と、不織布２を保護する保護層３とがこの順序で積層された積層不織布１０が形成される場合を示している。

まず、基材１を準備し、製造装置２００の製造ラインの上流から下流に搬送する。製造装置２００の最上流には、ローラ状に巻回された基材１を内部に収容した基材供給部２０１が設けられている。基材供給部２０１は、モータ１３により供給リール１２を回転させて、供給リール１２に巻回された基材１を製造ラインの搬送ローラ１１に供給する。

基材１は、搬送ローラ１１により、電界紡糸ユニット（図示せず）を備える電界紡糸装置２０２に搬送される。電界紡糸ユニットが具備する電界紡糸機構は、装置内の上方に設置された、繊維の原料を含む原料液を放出するための放出体（ノズル）２３と、放出された原料液をプラスに帯電させる帯電手段（後述参照）と、放出体２３と対向するように配置された基材１を上流側から下流側に搬送する搬送コンベア２１と、を備えている。搬送コンベア２１は、間隔をあけて配置された一対の搬送ローラ２１ｂと、一対の搬送ローラ２１ｂの周面を覆う環状の搬送ベルト２１ａとを備えている。一対の搬送ローラ２１ｂが同じ方向に回転することにより搬送ベルト２１ａが移動して、これにより、搬送ベルト２１ａの主面に供給された基材１が、搬送ベルト２１ａの移動方向に沿って搬送される。搬送コンベア２１は、基材１とともに、繊維２Ｆを収集するコレクタ部として機能する。なお、電界紡糸ユニットの台数は、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。

放出体２３の基材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は、電界紡糸ユニットの上方に設置された、基材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、自身の長手方向が基材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を基材１の搬送方向とは垂直な方向に揺動させるように、可動であってもよい。

帯電手段は、放出体２３に電圧を印加する電圧印加装置２６と、搬送コンベア２１と平行に設置された対電極２７とで構成されている。対電極２７は接地（グランド）されている。これにより、放出体２３と対電極２７との間には、電圧印加装置２６により印加される電圧に応じた電位差（例えば２０ｋＶ〜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よい。また、対電極２７を設ける代わりに、搬送コンベア２１のベルト部分を導体から構成してもよい。

放出体２３は、導体で構成されており、長尺の形状を有し、その内部は中空になっている。中空部は原料液２２を収容する収容部となる。原料液２２は、放出体２３の中空部と連通するポンプ２８の圧力により、原料液タンク２９から放出体２３の中空に供給される。そして、原料液２２は、ポンプ２８の圧力により、放出口から基材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と基材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（繊維２Ｆ）を生成する。生成した繊維２Ｆは、基材１の主面に堆積し、不織布２を形成する。

電界紡糸機構は、上記の構成に限定されない。所定の繊維の生成空間において、原料液２２から静電気力により繊維２Ｆを生成させ、生成した繊維２Ｆを基材１の主面に堆積させることができる機構であれば、特に限定なく用いることができる。

電界紡糸装置２０２で形成された基材１と不織布２の積層物は、搬送ベルト２１ａから離され、後続の装置（または工程）に供される。積層物が除去された後の搬送ベルト２１ａの主面には、繊維くずが残存している。本実施形態に係る製造装置２００は、この繊維くずを除去するためのブラシ部を備えるクリーニングユニット７０を備えている。搬送ローラ２１ｂの回転により移動している搬送ベルト２１ａの主面から、クリーニングユニット７０により繊維くずが除去される。そして、繊維くずが除去された搬送ベルト２１ａの主面には、再び基材１が基材供給装置２０１から供給される。

電界紡糸機構で形成された不織布２は、電界紡糸装置２０２内において乾燥して繊維２Ｆに残存する溶媒を除去してもよいが、電界紡糸装置２０２に続く加熱ユニット２０４を設け、この加熱ユニット２０４で乾燥してもよい。加熱ユニット２０４は、ヒータ４２を備えている。基材１と不織布２との間などに接着剤を配した場合には、加熱ユニット２０４において接着剤を溶融または軟化させてもよい。これらの場合に限らず、加熱ユニット２０４に代えて減圧下で乾燥する乾燥ユニットを設けてもよい。

次いで、基材１に積層された不織布２は、保護層積層装置２０５に搬送される。保護層積層装置２０５では、上方から保護層３が不織布２の主面に供給される。保護層３が長尺である場合、基材１と同様に、保護層３はリール５２に巻き取られていてもよい。この場合、保護層３は、リール５２から巻き出されながら、不織布２の主面に配置される。
保護層３を不織布２の主面に配置した後、得られる積層物を挟んで、上下に配置された一対の加圧ローラ５３（５３ａおよび５３ｂ）を備える圧着部で押圧することにより、積層不織布１０が形成される。

最後に、保護層積層装置２０５から積層不織布１０を搬出し、ローラ６１を経由して、より下流側に配置されている回収装置２０６に搬送する。回収装置２０６は、例えば、搬送されてくる積層不織布１０を巻き取る回収リール６２を内蔵している。回収リール６２はモータ６３により回転駆動される。なお、保護層３を積層しない場合には、基材１に積層された不織布２を、圧着部で押圧すればよい。

なお、基材１として離型性シートを用いた場合には、圧着部で得られる積層不織布１０から、基材１を剥離させて回収リールなどで巻き取って回収するとともに、基材１から剥離させた不織布２（または不織布２および保護層３の積層物）を圧着部から搬出して回収装置２０６で回収すればよい。

（第３工程およびクリーニングユニット）
以下に第３工程（および繊維くずを除去するクリーニングユニット）についてより具体的に説明する。
図２は、図１においてクリーニングユニット７０による繊維くずの除去システムを説明するための概略断面図である。搬送コンベア２１では、搬送ローラ２１ｂの回転により搬送ベルト２１ａが矢印Ｂの方向（搬送ベルトの移動方向）に移動しており、これに伴い搬送ベルト２１ａの主面に供給された基材１が矢印Ａの方向（基材１の搬送方向）に搬送される。搬送ベルト２１ａの主面が上向きであるときに、搬送ベルト２１ａとともに移動する基材１上に繊維が堆積されて、不織布２が形成される。搬送ベルト２１ａは、基材１の搬送方向Ａの下流側に位置する搬送ローラ２１ｂの周面に沿って移動し、この搬送ローラ２１ｂと接触しなくなる位置で主面が下向きになる。一方、この搬送ローラ２１ｂの位置で、搬送ベルト２１ａから離れた積層物は、搬送方向Ａに沿って後続の装置や工程に供される。

図２では、クリーニングユニット７０は、搬送コンベア２１の下方に設置されている。基材１と不織布２との積層物が離れた後、搬送ベルト２１ａの主面が下向きであるときに、搬送ベルト２１ａの主面の下方に設置された複数のブラシ部ａ１〜ａｎを、搬送ベルト２１ａの主面に接触させる。これにより、搬送ベルト２１ａの主面に残存していた繊維くずｆが除去される。

クリーニング装置７０は、複数（ｎ個）のブラシ部ａ１〜ａｎを備えており、これらの複数のブラシ部ａ１〜ａｎは、搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている。そして、基材１と不織布２との積層物が離れた後、移動方向Ｂに向かって移動している搬送ベルト２１ａの主面に、複数のブラシ部ａ１〜ａｎを接触させることで、搬送ベルト２１ａの主面に残存する繊維くずｆを除去することができる。ブラシ部ａ１〜ａｎで除去された繊維くずｆは、ブラシ部ａ１〜ａｎのうち隣接する２つのブラシ部間の隙間ｓに集まるため、繊維くずｆを容易に回収することができる。隣接する２つのブラシ部間には、図示例のように溝７１を形成してもよい。溝７１を形成することで、隙間ｓの容積が大きくなり、多くの繊維くずｆを集められるようになる。なお、図２において、複数のブラシ部ａ１〜ａｎは一体化されており、１つのブラシを構成していると言える。

図３は、他の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。図３は、クリーニングユニット１７０の構成が僅かに異なるだけで他は図１および図２の例と同じである。図３において、図１および図２と同じ構成については同じ符号を付している。

図３のクリーニングユニット１７０は、図２と同じく複数のブラシ部ａ１〜ａｎを有しており、複数のブラシ部ａ１〜ａｎは、間隔をあけて配置されている。複数のブラシ部ａ１〜ａｎのうち隣接する２つのブラシ部間には、繊維くずｆを回収する溝１７１が形成されている。クリーニングユニット１７０は、溝１７１と連通する収容部１７２を備えている。複数のブラシ部ａ１〜ａｎにより除去された繊維くずｆは、溝１７１を介して、収容部１７２に少なくとも一時的に収容される。このように、クリーニングユニット１７０は、箱状の収容部１７２と、この頂面に間隔をあけて形成された複数のブラシ部ａ１〜ａｎと、隣接する２つのブラシ部間に形成された溝１７１とを備えており、溝１７１は収容部１７２内の空間に通じている。図３の例でも、複数のブラシ部ａ１〜ａｎは、収容部１７２の頂面により一体化された状態となっており、１つのブラシを構成していると言える。

除去される繊維くずｆは、搬送ベルト２１ａの移動方向において下流側から上流側に向かって徐々に少なくなる。特に、搬送ベルト２１ａの移動方向においてより下流側に配置されたブラシ部（例えば、ブラシ部ａ１およびこれに近いブラシ部）で除去されて収容部１７２に収容される繊維くずｆが多くなり、かさ高くなる。収容部１７２の容積を有効利用する観点から、収容部には、収容された繊維くずｆを移動させる移動ユニットを設けてもよい。図３では、移動ユニットは、バルブ１７３で構成されており、バルブ１７３を開けてエアを収容部１７２内に吹き込むことにより、収容部１７２に収容された繊維くずｆを収容部１７２内で移動させる。これにより、部分的にかさ高くなっている繊維くずｆを適度に分散させることができる。なお、収容部１７２には、収容部１７２内に吹き込まれたエアを排気する排気口１７４が設けられている。

収容部に設ける移動ユニットは、図３に示されるようなバルブ１７３（送風ユニット）に限らず、繊維くずの部分的なかさ高さを軽減または解消できるものであればよい。移動ユニットは、例えば、収容部の少なくとも一部の領域を振動させることで繊維くずの部分的なかさ高さを軽減または解消する振動ユニットであってもよい。また、繊維くずのかさが低い側から収容部内の空気を吸引することで、部分的にかさ高くなっている繊維くずを分散させる吸引ユニットを移動ユニットとして用いてもよい。収容部内で、繊維くずのかさ高さができるだけ均等に近づくように繊維くずを移動させることが望ましい。

なお、複数のブラシ部の位置に関し、上流側および下流側とは、それぞれ、ブラシ部と接触する領域での搬送ベルトの移動方向の上流側および下流側を意味する。例えば、複数のブラシ部のうち両端のブラシ部間（図２や図３では、ブラシ部ａ１とブラシ部ａｎとの間）の長さをＬとする。このとき、搬送ベルトの移動方向において最も上流に配置されたブラシ部（図２や図３では、ブラシ部ａ１）から長さＬ／２の位置（すなわち両端のブラシ部の中央）を規準とする。本明細書中では、この規準の位置よりも搬送ベルトの移動方向の上流側に配置されたブラシ部を上流側のブラシ部と言い、規準の位置よりも搬送ベルトの移動方向の下流側に配置されたブラシ部を下流側のブラシ部と言うことがある。なお、両端のブラシ部間の長さＬは、搬送ベルトの移動方向と平行な方向において、各ブラシ部の中央間の長さとする。

各ブラシ部は、搬送ベルトの主面全体と接触するように配置してもよく、繊維くずが残存している領域において搬送ベルトの主面と接触するように配置してもよい。主に、基材よりも広い範囲に堆積された繊維が繊維くずとなる。そのため、繊維くずは、搬送ベルトの移動方向と垂直な方向における基材の端部よりも外側において搬送ベルトの主面に残存している。このような観点からは、少なくとも、搬送ベルトの移動方向と垂直な方向において繊維くずが残存している領域（第１領域）において、搬送ベルトの主面と接触するように配置すればよい。ブラシ部との接触などにより繊維くずが第１領域外に移動する場合も考慮して、搬送ベルトの移動方向と垂直な方向において、第１領域よりも大きな幅を有し、かつ第１領域を包含する領域（第２領域）において、搬送ベルトの主面と接触するように各ブラシ部を配置することが好ましい。

なお、複数のブラシ部を接触させていくと、搬送ベルトの移動方向の上流側から下流側に向かって、搬送ベルトの主面に付着した繊維くずは少なくなる。そのため、基材と不織布との積層物が離れた後で、かつ搬送ベルトの移動方向において最も上流に配置されたブラシ部（図２や図３では、ブラシ部ａ１）と接触する前の段階で、繊維くずが付着している領域を第１領域とする。

図４は、さらに他の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線による矢示断面図である。これらの実施形態は、搬送ベルトの主面において第１領域を包含する第２領域に接触するようにブラシ部が配置されている例である。図４および図５では、クリーニングユニット２７０の構成が異なるだけで他は図１〜図３と同じである。図４において、図１〜図３と同じ構成については同じ符号を付している。

クリーニングユニット２７０は、複数のブラシ部ｂ１〜ｂｎおよびｃ１〜ｃｎを有している。複数（ｎ個）のブラシ部ｂ１〜ｂｎは、搬送ベルト２１ａの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている。同様に、複数（ｎ個）のブラシ部ｃ１〜ｃｎも、搬送ベルト２１ａの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている。繊維くずｆは、搬送ベルト２１ａの移動方向Ｂと垂直な方向における基材１の両端部よりも外側において搬送ベルト２１ａの主面に残存している。搬送ベルト２１ａの移動方向Ｂと垂直な方向の両端部にある、繊維くずｆが残存している領域（第１領域）Ｒ１を、それぞれ覆うように複数のブラシ部ｂ１〜ｂｎおよびｃ１〜ｃｎが配置されている。より具体的には、複数のブラシ部ｂ１〜ｂｎおよびｃ１〜ｃｎは、搬送ベルト２１ａの移動方向Ｂと垂直な方向の両端部にある搬送ベルトの主面の第１領域Ｒ１を包含する第２領域Ｒ２と接触するように配置されている。第２領域Ｒ２は、搬送ベルト２１ａの移動方向Ｂと垂直な方向において、第１領域の幅よりも大きな幅を有している。この第２領域Ｒ２に接触するように複数のブラシ部ｂ１〜ｂｎおよびａ１〜ａｎが配置されているため、第１領域Ｒ１に残存する繊維くずｆを効率よく除去することができる。複数のブラシ部ｂ１〜ｂｎおよびｃ１〜ｃｎにより除去された繊維くずｆは、溝２７１を介して回収される。

図６は、別の実施形態に係る不織布の製造装置に用いるクリーニングユニットを示す概略断面図である。図６は、クリーニングユニット３７０の構成が異なるだけで他は図１〜図３の例と同じである。図６において、図１〜図３と同じ構成については同じ符号を付している。

クリーニングユニット３７０は、複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎを備えている。図６では、複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎのそれぞれとして、周面に毛を有するロールを用いている。複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎは、搬送ベルト２１ａの移動経路に沿って間隔をあけて配置されており、これにより隣接する２つのブラシ部間には隙間ｓが形成されている。図６の例でも、移動方向Ｂに移動する搬送ベルト２１ａの主面に、ロール状の複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎを接触させることで、搬送ベルトに残存する繊維くずｆを除去することができる。除去された繊維くずｆは、隣接する２つのブラシ部間の隙間ｓを介して下方に落ちて回収される。従って、図１〜図３の場合のように、隙間ｓを繊維くずｆを回収するための溝ととることもできる。

ロール状の複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎは、一体化させて１つのブラシを構成してもよく、これらのブラシ部のうち一部（２つ以上のブラシ部）を一体化させてもよい。また、複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎを一体化させずにそれぞれ分離した状態で用いてもよい。

ロール状の複数のブラシ部ｄ１〜ｄｎは、繊維くずｆを除去できる限り、それぞれ、回転させてもよいし、回転させずに固定した状態でもよい。ロール状ブラシ部の回転方向および回転速度は、搬送ベルトの移動速度、搬送ベルトに付着した繊維くずｆの種類や量、ブラシの毛の材質や形態などに応じて決定できる。

例えば、ロール状のブラシ部を、搬送ベルトの移動方向に沿って回転させる場合には、回転速度を搬送ベルトの移動速度よりも大きくしてもよい。搬送ベルトの移動方向とは反対方向にロール状のブラシ部を回転させると、繊維くずを除去し易い。この場合、ブラシ部の回転速度の絶対値を、搬送ベルトの移動速度の絶対値より小さくすると、ブラシ部に繊維くずが巻き付くことを抑制して、繊維くずを隙間に落とし易い。なお、個々のブラシ部において、回転の有無、回転速度、および／または回転方向などを相違させてもよい。例えば、図６において、搬送ベルトの移動方向において上流側のブラシ部（例えば、ブラシ部ｄ１およびその近傍のブラシ部）における回転速度を、下流側のブラシ部（例えば、ブラシ部ｄｎおよびその近傍のブラシ部）における回転速度よりも遅くしてもよい。

ロール状の複数のブラシ部は、搬送ベルトの主面全体に接触するように配置してもよく、図５の場合のように、繊維くずが存在する第１領域を包含する第２領域に接触するように搬送ベルトの移動方向に垂直な方向における両端部に配置してもよい。

ブラシ部の個数ｎは、２以上の整数であればよく、例えば２〜２０の整数から選択でき、３〜１５の整数または３〜１０の整数であることが好ましい。

複数のブラシ部において、少なくとも１つのブラシ部は、残りのブラシ部とは、材質および形態の少なくとも一方が異なる毛を有してもよい。
毛としては、植物繊維や動物繊維などを用いてもよいが、品質が一定で、様々な機能を付与したり、形態を変化させたりし易い観点から、化学繊維が用いられることが多い。毛（化学繊維）の材質としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、および導電性ポリマーからなる群より選択される少なくとも一種のポリマーが挙げられる。毛は、さらに導電剤や研磨剤などの添加剤を保持していてもよい。導電剤や研磨剤としてはそれぞれ公知のものが使用される。導電剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛などの導電性炭素材料が挙げられる。研磨剤としては、例えば、セラミックス粒子や金属粒子などが挙げられる。

添加剤は、毛に内包（または分散）されていてもよく、毛の表面に保持されていてもよく、これらの双方であってもよい。例えば、搬送ベルトの移動方向における下流側に配置された少なくとも１つのブラシ部に、研磨剤が保持された毛を有するブラシ部を用いてもよい。このようなブラシ部を下流側に配置することで、研磨剤による研磨作用が得られ、搬送ベルトの主面にこびりついた繊維くずをより確実に除去することができる。

ブラシ部として、導電性を有するブラシ部を用いてもよい。導電性を有するブラシ部としては、例えば、上記導電剤が保持された毛を有するブラシ部や、導電性ポリマーで形成された毛を有するブラシ部などが挙げられる。複数のブラシ部のうち、少なくとも１つにこのような導電性を有するブラシ部を用いることができる。複数のブラシ部により繊維くずを除去する第３工程において、導電性のブラシ部に電位を付与すると、搬送ベルトの導電性のブラシ部と接触する領域を帯電させることができる。帯電された領域上には、搬送ベルトを再び電界紡糸工程（第１工程）に基材とともに供給したときに、繊維が堆積し難くなる。そのため、繊維くずの除去がさらに容易になる。第１工程に供給する際に帯電した状態である必要があるため、導電性を有するブラシ部を、搬送ベルトの移動方向における下流側に配置されたブラシ部の少なくとも１つに用いることが好ましい。

また、搬送ベルトの移動方向における下流側に配置されたブラシ部の少なくとも１つに、絶縁性を有するブラシ部を用いてもよい。絶縁性を有するブラシ部としては、例えば、上記のポリマーのうち絶縁性のポリマーを用いて形成される毛を有するブラシ部が使用できる。絶縁性を有するブラシ部が、電荷が蓄積されることなどにより帯電すると、繊維くずを除去し易くなる。絶縁性を有するブラシ部の位置は特に制限されないが、搬送ベルトの移動方向の下流側では、繊維くずが搬送ベルトの主面にこびりついて取り難いため、下流側の少なくとも１つのブラシ部に絶縁性を有するブラシ部を用いることが好ましい。

毛の形態が異なる場合としては、例えば、添加剤の有無が異なる場合、添加剤の保持状態が異なる場合、毛の形状（例えば、断面形状）が異なる場合、毛の硬さが異なる場合、毛の平均繊維径が異なる場合が異なる場合などが挙げられる。これらの条件のうち、少なくとも１つが異なっていればよく、複数の条件が異なっていてもよい。

毛の断面形状としては、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、多角形、Ｙ字形、Ｘ字形などが挙げられる。毛は中空繊維であってもよい。
毛の硬さは適宜決定できる。例えば、搬送ベルトの移動方向の下流側の少なくとも１つのブラシ部に硬い毛を有するブラシ部を用い、上流側のブラシ部に柔らかい毛を有するブラシ部を用いてもよい。

毛の平均繊維径は、例えば、１〜３００μｍの範囲から適宜選択でき、１〜１００μｍまたは１０〜５０μｍであってもよい。例えば、複数のブラシ部のうち少なくとも１つに、平均繊維径が１〜２０μｍである毛を有するブラシ部を用い、残りのブラシ部に平均繊維径が２０μｍを超える毛を有するブラシ部を用いてもよい。また、少なくとも１つのブラシ部に、平均繊維径が２０μｍを超える毛を有するブラシ部を用い、残りのブラシ部に平均繊維径が１〜２０μｍである毛を有するブラシ部を用いてもよい。

以下に本発明に係る製造方法の第３工程以外の各工程および製造装置についてより具体的に説明する。
（第１工程）
第１工程では、繊維形成空間において、電界紡糸により繊維を生成させ、生成した繊維を搬送ベルトの主面に供給された基材上に堆積させて不織布を形成する。繊維は、繊維の原料を含む原料液を電界紡糸することにより生成させる。電界紡糸では、原料液に高電圧を印加し、電荷をもった原料液をノズルから吐出することにより、繊維が生成する。第１工程では、基材上（具体的には、基材の搬送ベルトとは反対側の主面）に不織布が積層された積層物が得られる。

繊維の原料としては、特に限定されず、電界紡糸により繊維化可能な各種ポリマーが使用できる。このようなポリマーとしては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、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。これらのポリマーには、それぞれ、単独重合体および共重合体の双方が含まれる。また、繊維の原料として、これらのポリマーの前駆体を用いてもよい。例えば、繊維をＰＩで構成する場合には、ポリアミド酸などのＰＩ前駆体を原料として用いてもよい。繊維は、これらのポリマーを一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。ポリマーは、不織布の用途に応じて適宜選択できる。

原料液は、繊維の原料に加え、通常、溶媒を含む。溶媒としては、繊維の原料を溶解し、揮発などにより除去可能なものであれば特に制限されず、原料の種類や製造条件に応じて、水および有機溶媒から適宜選択して使用できる。溶媒としては、非プロトン性の極性有機溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド（鎖状または環状アミドなど）；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ＰＳやＰＵなどの原料を溶解し易く、電界紡糸し易い観点からは、ＤＭＡｃ、ＤＭＦなどのアミドが好ましい。
原料液は、必要に応じて、公知の添加剤を含むことができる。

第１工程により得られる繊維の平均繊維径は特に制限されず、例えば、１０ｎｍ〜３μｍの範囲から適宜選択できる。繊維がナノファイバである場合には、特に、搬送ベルトに付着した繊維くずを除去し難い。本発明に係る不織布の製造方法によれば、繊維がナノファイバである場合でも、繊維を容易に除去することができる。ナノファイバの平均繊維径は、例えば、１０〜８００ｎｍであることが好ましい。

繊維を堆積させる基材としては、特に制限されず、不織布の用途に応じて、樹脂フィルムなどを用いてもよく、不織布（第２不織布）などの多孔質基材を用いてもよい。樹脂フィルムや多孔質基材を構成する樹脂としては、特に制限されず、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ポリエステル、ＰＡなどが挙げられる。また、多孔質基材には、セルロースも使用できる。ポリオレフィンとしては、ＰＰ、ポリエチレンなどが例示される。ポリエステルとしては、例えば、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。また、多孔質基材は、ガラス繊維などの無機繊維で構成してもよい。基材は、これらの材質を一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。

第１工程では、製造ラインの上流から下流に向かって基材が搬送されるように、搬送ベルトを作動させ、搬送ベルトの移動する主面に対して基材を供給する。基材の形状は特に制限されず、シート状であればよいが、帯状であることが好ましい。帯状の基材を、基材の長さ方向が、搬送ベルトが基材を搬送する方向に沿うように搬送ベルトの主面上に供給する。
なお、原料液や基材は、それぞれ第１工程に先立って準備してもよい。

（第２工程）
第２工程では、第１工程で形成された基材と不織布との積層物を搬送ベルトから離す。
第２工程で積層物を離した後の搬送ベルトには、基材より外側の領域に堆積された繊維が繊維くずとして残存しており、この繊維くずを第３工程において除去する。

第２工程において、搬送ベルトから離された積層物は、そのまま回収してもよく、必要に応じて、乾燥工程（または加熱工程）、圧着工程や保護層を積層する工程などに供した後に、回収してもよい。なお、基材として、離型性を有するシートを用いる場合には、形成された不織布から基材を剥離させてもよい。製造方法がこれらの工程を含む場合、不織布の製造装置は、各工程に対応するユニット、具体的には、乾燥ユニット（または加熱ユニット）、基材と不織布とを含む積層物を圧着させる圧着部、保護層積層装置、および／または基材剥離ユニットなどを備えている。

本発明によれば、電界紡糸法により不織布を形成する際に、搬送ベルトに付着した繊維くずを容易に除去および回収することができる。そのため、電界紡糸法を利用する様々な不織布の製造方法および製造装置に利用することができる。

１：基材、２Ｆ：繊維、２：不織布、３：保護層、１０：積層不織布、１１：搬送ローラ、１２：供給リール、１３：モータ、２１、３１：搬送コンベア、２１ａ：搬送ベルト、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、４１：搬送ローラ、４２：ヒータ、２１ｂ、５１：搬送ローラ、５２：リール、５３、５３ａ、５３ｂ：加圧ローラ、６１：ローラ、６２：回収リール、６３：モータ、７０、１７０、２７０、３７０：クリーニングユニット、７１、１７１、２７１：溝、１７２：収容部、１７３：バルブ、１７４：排気口、Ａ：基材の搬送方向、Ｂ：搬送ベルトの移動方向、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎ、ｄ１〜ｄｎ：複数のブラシ部、ｓ：隙間、ｆ：繊維くず、Ｌ：両端のブラシ部間の長さ、Ｒ１：第１領域、Ｒ２：第２領域、２００：製造装置（製造システム）、２０１：基材供給部、２０２：電界紡糸装置、２０４：加熱ユニット、２０５：保護層積層装置、２０６：回収装置

Claims (15)

1. 繊維を含む不織布を製造する方法であって、
   繊維形成空間において、前記繊維の原料を含む原料液から電界紡糸により前記繊維を生成させ、生成した前記繊維を、搬送ベルトの主面に供給された基材上に堆積させて不織布を形成する第１工程と、
   前記不織布を前記基材とともに、前記搬送ベルトから離す第２工程と、
   前記搬送ベルトに残存する繊維くずを、前記搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置された複数のブラシ部と移動している前記搬送ベルトとを接触させて除去する第３工程と、を含む、不織布の製造方法。
2. 前記第３工程において、前記搬送ベルトの主面が下向きであるときに、前記搬送ベルトの主面の下方に設置された前記複数のブラシ部を、前記搬送ベルトの主面に接触させる、請求項１に記載の不織布の製造方法。
3. 前記繊維くずは、前記搬送ベルトの移動方向と垂直な方向における前記基材の端部よりも外側の第１領域において、前記搬送ベルトの主面に残存しており、
   前記複数のブラシ部は、前記搬送ベルトの移動方向と垂直な方向において前記第１領域の幅よりも大きな幅を有し、かつ前記第１領域を包含する第２領域と接触するように配置されている、請求項１または２に記載の不織布の製造方法。
4. 隣接する２つの前記ブラシ部間に前記繊維くずを回収する溝が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
5. 前記溝は、回収した前記繊維くずを収容する収容部と連通しており、
   前記第３工程において、前記繊維くずは、前記溝を介して、前記収容部に少なくとも一時的に収容される、請求項４に記載の不織布の製造方法。
6. 前記収容部は、収容された前記繊維くずを移動させる移動ユニットをさらに有し、
   前記移動ユニットにより、前記繊維くずを前記収容部内で移動させて収容する、請求項５に記載の不織布の製造方法。
7. 前記複数のブラシ部は一体化されて１つのブラシを構成している、請求項４〜６のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
8. 前記複数のブラシ部の少なくとも１つは、残りの前記ブラシ部とは、材質および形態の少なくとも一方が異なる毛を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
9. 前記複数のブラシ部の少なくとも１つは、研磨材が保持された毛を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
10. 前記複数のブラシ部のうち両端のブラシ部間の長さがＬであり、前記搬送ベルトの移動方向において最も上流に配置されたブラシ部から長さＬ／２の位置よりも下流側に配置された少なくとも１つは、前記研磨剤が保持された毛を有する、請求項９に記載の不織布の製造方法。
11. 前記複数のブラシ部の少なくとも１つは、導電性を有し、
    前記第３工程において、前記導電性のブラシ部に電位を付与することにより、前記搬送ベルトの前記導電性のブラシ部と接触する領域を帯電させる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
12. 前記複数のブラシ部のうち両端のブラシ部間の長さがＬであり、前記搬送ベルトの移動方向において最も上流に配置されたブラシ部から長さＬ／２の位置よりも下流側に配置された少なくとも１つは、絶縁性を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
13. 前記複数のブラシ部は、それぞれ、周面に植毛された毛を有するロールである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
14. 前記繊維は、ナノファイバである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
15. 搬送ベルトの主面に基材を供給する基材供給部と、
    繊維の原料を含む原料液を電界紡糸することにより前記繊維を生成させ、前記繊維を前記基材上に堆積させて不織布を形成する電界紡糸機構と、
    前記不織布および前記基材を前記搬送ベルトから離した後、前記搬送ベルトに残存する繊維くずを除去する複数のブラシ部と、を備え、
    前記複数のブラシ部は、前記搬送ベルトの移動経路に沿って間隔をあけて配置されている、不織布の製造装置。
    

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