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WO2018198884A1 - 無機粒子複合繊維の製造方法 - Google Patents

無機粒子複合繊維の製造方法 Download PDF

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WO2018198884A1
WO2018198884A1 PCT/JP2018/015893 JP2018015893W WO2018198884A1 WO 2018198884 A1 WO2018198884 A1 WO 2018198884A1 JP 2018015893 W JP2018015893 W JP 2018015893W WO 2018198884 A1 WO2018198884 A1 WO 2018198884A1
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inorganic particle
composite fiber
chemical
particle composite
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萌 福岡
後藤　至誠
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日本製紙株式会社
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    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an inorganic particle composite fiber.
  • Patent Document 1 describes a method of producing a composite of calcium carbonate particles and fibers by synthesizing calcium carbonate in a solution containing fibers in the presence of cavitation bubbles.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a method capable of producing a chemical fiber including more inorganic substances.
  • the present invention includes, but is not limited to, the following inventions.
  • a beating step of beating a chemical fiber wet or dry, and a composite that synthesizes inorganic particles in a slurry containing the chemical fiber after the beating step and generates a composite fiber of the chemical fiber and the inorganic particle A method for producing an inorganic particle composite fiber, comprising a fiber generation step.
  • an inorganic particle composite fiber including more inorganic particles can be produced.
  • Example A-3 It is a figure which shows the observation result by the scanning electron microscope of the composite fiber produced in Example A-3, (a) is a figure which shows the result of having observed the composite fiber of Example A-3 at 3000 times magnification, (B) is a view showing the results of observing the conjugate fiber of Example A-3 at a magnification of 10,000 times. It is a figure which shows the observation result by the laser microscope of the polypropylene fiber used in Example B-1, (a) is a figure which shows the result of observing the polypropylene fiber before beating at 100 times magnification, and (b) is the beating It is a figure which shows the result of having observed the subsequent polypropylene fiber at 100 time magnification.
  • the method for producing an inorganic particle composite fiber according to an aspect of the present invention includes a beating step of beating a chemical fiber in a wet or dry manner, and synthesizing the inorganic particles in a slurry containing the chemical fiber after the beating step.
  • the function for example, a flame retardance, deodorizing / antibacterial, radiation shielding property, etc.
  • an inorganic particle composite fiber containing more inorganic particles (high ash content inorganic particle composite fiber) compared to a case where chemical fibers that have not been beaten are used for the generation of composite fibers.
  • the composite efficiency of inorganic particles is improved compared to the case where chemical fibers that have not been beaten are used for the generation of composite fibers, so the yield in the production of inorganic particle composite fibers is improved.
  • the “inorganic particle composite fiber” may be simply referred to as “composite fiber”.
  • the chemical fiber may be a polar chemical fiber or a non-polar chemical fiber.
  • a method using polar chemical fibers will be described in ⁇ Method A for manufacturing inorganic particle composite fibers>
  • a method using nonpolar chemical fibers will be described in ⁇ Method B for manufacturing inorganic particle composite fibers>.
  • the method for producing an inorganic particle composite fiber according to one aspect of the present invention comprises a beating step of beating a polar chemical fiber in a wet or dry manner, and synthesizing inorganic particles in a slurry containing the chemical fiber after the beating step.
  • the function of inorganic particles (for example, flame retardancy, deodorization / antibacterial, radiation shielding properties, etc.) is effectively imparted to the polar chemical fiber. can do.
  • an inorganic particle composite fiber containing a larger amount of inorganic particles (high ash content inorganic particle composite fiber) is used compared to the case where non-beaten polar chemical fibers are used for the generation of composite fibers. ) Can be manufactured. Since the inorganic particle composite fiber in which a larger number of inorganic particles are combined has a greater characteristic due to the inorganic particles, it is possible to produce an inorganic particle composite fiber having a further improved desired function.
  • the method for producing an inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be applied to the production of inorganic particle composite fibers having various ash contents, but the high ash that cannot be produced by the conventional method.
  • the present invention can be particularly suitably applied when producing a minute amount of inorganic particle composite fiber.
  • an inorganic particle composite fiber of polar chemical fiber having an ash content (% by weight) of 5% by weight or more, and further 10% by weight or more can be produced.
  • the calculation method of the ash content (% by weight) of the inorganic particle composite fiber will be described in detail in Examples described later.
  • the method for producing an inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be applied to the production of inorganic particle composite fibers having various coverage ratios, but cannot be produced by a conventional method.
  • This method can be particularly suitably applied when producing a high coverage inorganic particle composite fiber.
  • an inorganic particle composite fiber of polar chemical fiber having a coverage (area%) of 15 area% or more, and further 20 area% or more can be produced.
  • a coverage (area%) refers to the coverage (area ratio) of the fiber by an inorganic particle. The coverage can be calculated by confirming the inorganic particle composite fiber with an electron microscope.
  • beating process In the beating process, the polar chemical fiber is beaten in a wet or dry manner. Details of the polar chemical fiber will be described later.
  • a process equivalent to beating normally performed on pulp fibers may be performed on polar chemical fibers.
  • Examples of the method for beating polar chemical fibers include mechanically (mechanically) treating polar chemical fibers using a known beating machine.
  • a beating machine a beating machine usually used when beating pulp fibers can be used also when beating polar chemical fibers.
  • a Niagara beater, a disc refiner, and a conical refiner can be preferably used.
  • beating can be performed by wet or dry methods.
  • wet refers to the case where the object to be subjected to the beating process is a slurry of polar chemical fiber
  • dry type refers to the polar chemical fiber in which the object to be subjected to the beating process is not a slurry.
  • dry beating includes a form in which a polar chemical fiber that is not present in a liquid is mechanically (mechanically) processed using the above-described beating machine or the like.
  • the liquid component in the slurry subjected to the beating process includes water, but it may be a liquid other than water or a mixed liquid of water and another liquid.
  • the “slurry” may be a suspension containing polar chemical fibers, and the viscosity, solid content concentration, and the like are not particularly limited.
  • the treatment conditions in the beating step can be applied to the case of beating the polar chemical fiber, which is usually applied when beating the pulp fiber.
  • the beating treatment is preferably performed by adding water to the polar chemical fiber so that the concentration of the polar chemical fiber in the slurry is 0.1 wt% to 50 wt%. It is more preferable to treat the concentration of the polar chemical fiber in the range of 0.5 to 40% by weight, and it is more preferable to treat the concentration as 1 to 30% by weight.
  • Beating may be performed batchwise or continuously.
  • the slurry containing polar chemical fibers is beaten continuously while flowing. Thereby, the beating of the polar chemical fiber can be performed efficiently.
  • the auxiliary agent may be either an organic substance or an inorganic substance, and may be used in combination.
  • organic substances include surfactants and softeners.
  • the inorganic substance include beads or balls made of glass, alumina, zirconia, and the like, and minerals such as calcium carbonate and magnesium carbonate.
  • the pulp fiber after beating undergoes physical changes such as fiber cutting, fibrillation and reduced freeness compared to before beating. ing.
  • the action of mechanically treating the polar chemical fiber is important, and as a result of this mechanical treatment, the polar chemical fiber after the beating process is physically treated as described above. It does not particularly matter whether or not a change is occurring. That is, the polar chemical fiber after the beating process may have a physical change such as a change in fiber shape, fiber cutting, fibrillation, a decrease in freeness, and a significant change on the surface. It does not have to be.
  • lyocell which is a polar regenerated cellulose fiber
  • lyocell which is a polar regenerated cellulose fiber
  • fibrillation occurs in the polar chemical fiber by beating
  • the surface area of the inorganic particles can be increased by increasing the surface area of the fiber.
  • fibrillation does not occur by beating, and there may be no significant change in the surface area of the fiber before and after the beating process. obtain.
  • the polyester fiber that has undergone the beating process was able to compound more inorganic particles than the polyester fiber that had not undergone the beating process.
  • a fiber for example, lyocell (registered trademark)
  • a Canadian standard measured based on JIS P 8121: 1995 What is necessary is just to beat so that a freeness (Canadian Standard freeness: CSF) may become a predetermined numerical value.
  • CSF Canadian Standard freeness
  • the freeness of the polar chemical fiber used for the synthesis of the composite fiber is not particularly limited, in the beating step, beating may be performed so that the freeness is less than the freeness of the unbeaten polar chemical fiber.
  • “Canada standard freeness” or “CSF” is simply described, it means a value measured based on JIS P 8121: 1995.
  • JIS P 8121: 1995 can be read as JIS P 811-2: 2012.
  • the polar chemical fiber in the beating step, is beaten so that the Canadian standard freeness (CSF) is in the range of 10 mL or more and 760 mL or less. In a preferred embodiment, beaten so that the Canadian standard freeness is 50 mL or more and 760 mL or less, more preferably 100 mL or more and 760 mL or less.
  • CSF Canadian standard freeness
  • the shape of the polar chemical fiber can be changed.
  • the polar chemical fiber not only the shape change but also the surface area may be increased. By beating the polar chemical fiber so that the Canadian standard freeness becomes 10 mL or more, the resulting composite fiber can be drained well, and such composite fiber is excellent in handleability.
  • ⁇ CSF (mL) representing the amount of change in CSF of the polar chemical fiber before and after beating becomes a predetermined numerical value.
  • ⁇ CSF can be expressed as a value obtained by subtracting the freeness of the CSF of the polar chemical fiber after the beating process from the CSF of the polar chemical fiber before the beating process, and is calculated from the following formula (A-1).
  • ⁇ CSF (mL) (CSF of polar chemical fiber before beating process) ⁇ (CSF of polar chemical fiber after beating process) (A-1)
  • ⁇ CSF is preferably 5 mL or more, more preferably 10 mL or more, and even more preferably 15 mL or more.
  • the shape of the polar chemical fiber can be changed by beating the polar chemical fiber so that ⁇ CSF is 5 mL or more.
  • by beating the polar chemical fiber not only the shape change but also the surface area may be increased.
  • inorganic particles may be synthesized by reacting a plurality of types of raw material substances.
  • the polar chemical fiber can be beaten in the beating step before the composite fiber generating step in the presence of some kinds of raw material substances among a plurality of kinds of raw material substances.
  • more inorganic particles can be combined with the fiber. This is because, by beating the polar chemical fiber in the presence of the raw material used to synthesize the inorganic particles, the opportunity for physical contact between the raw material and the polar chemical fiber is increased. This is probably because the inorganic particles are synthesized using the raw material material physically attached to the core as the core.
  • the method for beating the polar chemical fiber in the presence of the raw material is not particularly limited, but as one preferred embodiment, for example, some types of raw materials among a plurality of types of raw materials in a slurry containing polar chemical fibers Substances may be added and the slurry may be beaten.
  • the “partial kinds of raw material substances” an alkaline raw material substance or an acidic raw material substance is used. At least one of the raw materials can be included.
  • polar chemical fibers can be beaten efficiently.
  • inorganic particles and Composite fibers with polar chemical fibers can be obtained.
  • the “some types of raw material” whichever of the alkaline raw material or the acidic raw material is added, an appropriate one is selected depending on the type of polar chemical fiber, the type of inorganic particles to be synthesized, etc. Just choose.
  • the “alkaline raw material” is, for example, barium hydroxide used for synthesizing barium sulfate.
  • the “acidic source material” is, for example, aluminum sulfate used for synthesizing barium sulfate.
  • a beating step can be performed after a predetermined time has elapsed after mixing either an alkaline raw material or an acidic raw material with a slurry containing polar chemical fibers, but the beating step may be performed immediately after mixing.
  • generation process is a process of producing
  • inorganic particle composite fibers are generated by synthesizing inorganic particles in a slurry containing polar chemical fibers after the beating step.
  • a composite fiber is generated using polar chemical fibers having a Canadian standard freeness of 10 mL or more and 760 mL or less after the beating step.
  • the type of inorganic particles synthesized in the composite fiber generation step (that is, inorganic particles combined with polar chemical fibers) can be appropriately selected according to the purpose.
  • the inorganic particles may be synthesized in an aqueous system, and the composite fibers may be used in an aqueous system. Therefore, the inorganic particles are preferably insoluble or hardly soluble in water.
  • An inorganic particle refers to the particle
  • the metal compound is a metal cation (eg, Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Al 3+ , Ba 2+ ) and an anion (eg, O 2 ⁇ , OH ⁇ , CO 3 2 ⁇ , PO 4 3 ⁇ , etc.). , SO 4 2 ⁇ , NO 3 ⁇ , Si 2 O 5 2 ⁇ , SiO 3 2 ⁇ , Cl ⁇ , F ⁇ , S 2 ⁇ , and the like), which are generally called inorganic salts Say.
  • the inorganic particles include, for example, one or more selected from the group consisting of gold, calcium, silicic acid, magnesium, barium, aluminum, titanium, copper, silver, zinc, platinum, iron, palladium, and zirconium.
  • calcium carbonate light calcium carbonate, heavy calcium carbonate
  • silica white carbon, silica / calcium carbonate composite, silica / titanium dioxide composite
  • calcium sulfate, zeolite and hydrotalcite produced from titanium, sodium silicate and mineral acid.
  • amorphous silica such as white carbon may be used together with calcium carbonate and / or light calcium carbonate-silica composite.
  • the inorganic particles exemplified above may be used alone or in combination of two or more in the solution containing fibers as long as they do not inhibit the reactions that synthesize each other.
  • the inorganic particles in the composite fiber are hydrotalcite, it is more preferable that at least one of magnesium and zinc is contained in an ash content of the composite fiber of hydrotalcite and polar chemical fiber by 10% by weight or more.
  • the inorganic particles may contain at least one compound selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate and hydrotalcite.
  • the method for synthesizing the inorganic particles is not particularly limited, and can be synthesized by a known method.
  • the synthesis method of inorganic particles may be either a gas-liquid method or a liquid-liquid method.
  • An example of the gas-liquid method is a carbon dioxide gas method.
  • magnesium carbonate can be synthesized by reacting magnesium hydroxide and carbon dioxide gas.
  • calcium carbonate can be synthesized by a carbon dioxide method in which calcium hydroxide and carbon dioxide are reacted.
  • calcium carbonate may be synthesized by a soluble salt reaction method, a lime / soda method, or a soda method.
  • Magnesium carbonate can also be synthesized by adding sodium carbonate or potassium carbonate to an aqueous magnesium salt solution.
  • liquid-liquid methods include reacting an acid (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) and a base (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) by neutralization, reacting an inorganic salt with an acid or base, The method of making it react is mentioned.
  • barium sulfate can be obtained by reacting barium hydroxide with sulfuric acid.
  • aluminum sulfate sulfate band
  • Aluminum hydroxide can be obtained by reacting aluminum chloride or aluminum sulfate with sodium hydroxide. By reacting calcium carbonate and aluminum sulfate, inorganic particles in which calcium and aluminum are combined can be obtained. In addition, when synthesizing inorganic particles in this way, any metal and / or metal compound can be allowed to coexist in the reaction solution, and in this case, the metal or metal compound is efficiently taken into the inorganic particles. Can be combined. For example, when phosphoric acid is added to calcium carbonate to synthesize calcium phosphate, composite particles of calcium phosphate and titanium can be obtained by allowing titanium dioxide to coexist in the reaction solution.
  • inorganic particles When two or more kinds of inorganic particles are combined with polar chemical fibers, after one kind of inorganic particles is synthesized in the presence of polar chemical fibers, the synthesis reaction is stopped and another kind of inorganic particles is used. Synthetic reaction of inorganic particles may be performed, or two or more types of inorganic particles may be synthesized at the same time when the reactions do not interfere with each other or when multiple types of target inorganic particles are synthesized in one reaction. . Also, seed crystals can be added before or during the synthesis reaction. By adding seed crystals, the growth of inorganic particles can be promoted, or the particle size can be easily controlled.
  • the reaction conditions (temperature of the reaction solution, pH of the reaction solution, conductivity of the reaction solution, reaction time, etc.) in the composite fiber generation step are not particularly limited, and can be set as appropriate according to the type of inorganic particle synthesis reaction. .
  • the reaction efficiency can be improved by conducting the synthesis reaction of inorganic particles while stirring the reaction solution.
  • the synthesis reaction of the inorganic particles may be a batch reaction or a continuous reaction.
  • the average primary particle diameter of the inorganic particles in the composite fiber can be set to 5 ⁇ m or less, for example, but the average primary particle diameter is 3 ⁇ m or less, the average primary particle diameter is 1 ⁇ m or less.
  • Inorganic particles having an average primary particle diameter of 200 nm or less, inorganic particles having an average primary particle diameter of 100 nm or less, and inorganic particles having an average primary particle diameter of 50 nm or less can be used. Moreover, the average primary particle diameter of the inorganic particles can be 10 nm or more. The average primary particle diameter can be calculated from an electron micrograph.
  • the inorganic particles having various sizes and shapes can be made into composite fibers with fibers.
  • a composite fiber in which scale-like inorganic particles are combined with a fiber can also be used.
  • the shape of the inorganic particles constituting the composite fiber can be confirmed by observation with an electron microscope.
  • the inorganic particles may take the form of secondary particles in which fine primary particles are aggregated, and secondary particles may be generated according to the application by an aging process, and the aggregates are made fine by pulverization. May be.
  • secondary particles in which fine primary particles are aggregated
  • secondary particles may be generated according to the application by an aging process, and the aggregates are made fine by pulverization. May be.
  • Chemical fiber refers to all fibers produced by chemical processes. Specific examples include conventionally known synthetic fibers and regenerated fibers (semi-synthetic fibers).
  • a polar chemical fiber will not be specifically limited if it is a chemical fiber which has polarity, According to a use, it can select suitably.
  • Examples of polar chemical fibers include polar groups (eg, hydroxyl group (—OH), carboxyl group (—COOH), amino group (—NH 2 ), aldehyde group, phosphate group, urea group, sulfo group in the molecule.
  • Synthetic fibers including those in which the surface of nonpolar synthetic fibers is modified with these functional groups.
  • polar chemical fibers include synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, acrylic fibers, polyurethane fibers, polyvinyl alcohol fibers, and polyvinyl chloride.
  • semisynthetic fiber include regenerated cellulose fiber and acetate.
  • polyester fiber include polyethylene terephthalate (PET) fiber, polytrimethylene terephthalate (PTT) fiber, and polybutylene terephthalate (PBT) fiber.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polytrimethylene terephthalate
  • polyamide fibers include nylon fibers and aramid fibers.
  • the polar chemical fiber is one or more chemical fibers selected from the group consisting of regenerated cellulose fiber, polyester fiber, polyamide fiber and acrylic fiber. Since these polar chemical fibers are excellent in heat resistance, strength, etc., it is useful to produce a composite fiber in which these polar chemical fibers are given the function of inorganic particles.
  • the regenerated cellulose fiber include lyocell (registered trademark), rayon, and cupra (registered trademark).
  • the degree of polymerization of the cellulose molecules constituting the regenerated cellulose fiber is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • Lyocell registered trademark
  • lyocell registered trademark
  • the fibers exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
  • the fiber length of the polar chemical fiber to be combined is not particularly limited.
  • the average fiber length may be about 0.1 ⁇ m to 15 mm, and may be 1 ⁇ m to 12 mm, 100 ⁇ m to 10 mm, 500 ⁇ m to 8 mm, and the like. .
  • the amount of polar chemical fiber contained in the slurry used in the composite fiber generation step (that is, the amount of polar chemical fiber used for synthesizing the composite fiber) is 15% by area or more of inorganic particles on the surface of the polar chemical fiber. It is preferable that the amount be coated.
  • the weight ratio between the polar chemical fiber and the inorganic particles in the inorganic particle composite fiber obtained by the composite fiber production step is preferably 5/95 to 95/5, and preferably 10/90 to 90. / 10, 20/80 to 80/20, 30/70 to 70/30, or 40/60 to 60/40.
  • the slurry in the composite fiber production step may contain substances other than the polar chemical fiber, the inorganic particles, and the raw material used for the synthesis of the inorganic particles.
  • known various auxiliary agents for example, chelating agents, surface treatment agents, dispersing agents, etc., flocculants, coagulants, retention agents, bleaching agents, bactericides, sizes
  • Agent for example, chelating agents, surface treatment agents, dispersing agents, etc., flocculants, coagulants, retention agents, bleaching agents, bactericides, sizes
  • Various auxiliary agents can be used alone or in combination.
  • the timing in particular of adding various adjuvants to a slurry is not restrict
  • Various auxiliaries can be added to the inorganic particles in an amount of preferably 0.001 wt% to 20 wt%, more preferably 0.01 wt% to 10 wt%.
  • the inorganic particle composite fiber A manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to the present invention is also included in the scope of the present invention.
  • the polar chemical fiber and the inorganic particles are not simply mixed, but the polar chemical fiber and the inorganic particles are combined by hydrogen bonding or the like. Inorganic particles are difficult to fall off from polar chemical fibers.
  • Such a composite fiber can be suitably used for various applications because the yield of inorganic particles is high, and even if the ash content is high, powder falling is suppressed.
  • the inorganic particle composite fiber manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be a composite fiber of high ash polar chemical fiber that cannot be obtained by the conventional method.
  • the inorganic particle composite fiber A manufactured in one embodiment of the present invention can be an inorganic particle composite fiber of polar chemical fibers having an ash content (% by weight) of 5% by weight or more, and further 10% by weight or more.
  • the inorganic particle composite fiber manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be a composite fiber of a polar chemical fiber having a high coverage that cannot be obtained by a conventional method.
  • the inorganic particle composite fiber A manufactured in one embodiment of the present invention is a polar chemical fiber having a fiber coverage (area ratio) (area%) of 15% by area or more, and further 20% by area or more. Inorganic particle composite fiber.
  • the inorganic particle composite fiber A manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention has improved the composite rate of the inorganic particles
  • the inorganic particle composite fiber is made of paper. Yield can be improved.
  • the sheet manufacturing speed (for example, the wire speed of the paper machine) can be improved.
  • the inorganic particle composite fiber A is a composite fiber of inorganic particles and a polar chemical fiber having a Canadian standard freeness of 10 mL or more and 760 mL or less based on JIS P 8121: 1995.
  • the inorganic particle composite fiber A is an inorganic particle composite fiber of one or more types of polar chemical fibers selected from the group consisting of regenerated cellulose fiber, polyester fiber, polyamide fiber, and acrylic fiber.
  • the inorganic particle composite fiber A manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to the present invention can be used for various applications.
  • the article including the inorganic particle composite fiber A manufactured by the manufacturing method A of the inorganic particle composite fiber according to one aspect of the present invention is also included in the scope of the present invention.
  • the use of the inorganic particle composite fiber A for the production of the article is also included in the scope of the present invention.
  • ⁇ Inorganic particle composite fiber production method B> Below, the manufacturing method B of an inorganic particle composite fiber which is an aspect of the manufacturing method of another inorganic particle composite fiber is demonstrated.
  • the description of ⁇ Inorganic particle composite fiber production method A> is also applied to the description of ⁇ Inorganic particle composite fiber production method B>.
  • "polar chemical fiber” shall be read as "nonpolar chemical fiber.”
  • a method for producing an inorganic particle composite fiber according to an aspect of the present invention includes a beating step of beating a non-polar chemical fiber wet or dry, and synthesizing inorganic particles in a slurry containing the chemical fiber after the beating step. And a composite fiber generation step of generating a composite fiber of the chemical fiber and the inorganic particles.
  • nonpolar chemical fiber an inorganic particle composite fiber of inorganic particles and nonpolar chemical fiber
  • the functions of inorganic particles are effectively applied to nonpolar chemical fibers. Can be granted.
  • an inorganic particle composite fiber containing a larger amount of inorganic particles (a high ash content inorganic particle composite compared to the case where non-polar chemical fibers that have not been beaten are used for the generation of composite fibers. Fiber). Since the inorganic particle composite fiber in which a larger number of inorganic particles are combined has a greater characteristic due to the inorganic particles, it is possible to produce an inorganic particle composite fiber having a further improved desired function.
  • the non-beaten nonpolar chemical fiber is used for the production of the composite fiber, so that the composite efficiency of the inorganic particles is improved. Will improve.
  • the nonpolar chemical fiber is beaten in a wet or dry manner.
  • the treatment conditions in the beating step can be applied to the case of beating nonpolar chemical fibers, which are usually applied when beating pulp fibers.
  • the beating treatment is preferably performed by adding water to the nonpolar chemical fiber so that the concentration of the nonpolar chemical fiber in the slurry is 0.1 wt% to 50 wt%.
  • the nonpolar chemical fiber concentration in the slurry is more preferably 0.3 to 40% by weight, and more preferably 0.5 to 30% by weight.
  • the pulp fiber after beating undergoes physical changes such as fiber cutting, fibrillation and reduced freeness compared to before beating. ing.
  • the action of mechanically treating nonpolar chemical fibers is important in the beating step in the method of the present invention, as a result of this mechanical treatment, the nonpolar chemical fibers after the beating step are treated as described above. It does not matter whether or not a physical change has occurred. In other words, the nonpolar chemical fiber after the beating process may have a physical change such as a change in fiber shape, fiber cutting, fibrillation, reduced freeness, and a significant change on the surface. It does not have to be.
  • non-polar polypropylene fibers are beaten, but when observed at the electron microscope level, after the beating process, they are bent or partially raised, and the surface irregularities increase. It was. Thus, it is preferable because the area where inorganic particles can be combined is increased by increasing the surface area of the nonpolar chemical fiber by beating.
  • the nonpolar chemical fiber when a fiber (eg, polypropylene fiber, etc.) whose wettability can be changed by beating is selected as the nonpolar chemical fiber, the Canadian standard filtered water measured based on JIS P 8121: 1995 in the beating process. What is necessary is just to beat so that a degree (Canadian Standard freeness: CSF) may become a predetermined numerical value. As the shape change of the fiber (for example, fibrillation) proceeds by beating, the water draining state of the fiber decreases and the freeness decreases. Since the freeness of the nonpolar chemical fiber used for the synthesis of the composite fiber is not particularly limited, in the beating process, the freeness may be less than the freeness of the unbeaten nonpolar chemical fiber. .
  • a fiber eg, polypropylene fiber, etc.
  • the nonpolar chemical fiber in the beating step, is beaten so that the Canadian standard freeness (CSF) is in the range of 10 mL to 835 mL.
  • CSF Canadian standard freeness
  • the standard freeness of Canada is beaten so as to be 50 mL or more and 835 mL or less, more preferably 100 mL or more and 800 mL or less, and particularly preferably 150 mL or more and 800 mL or less.
  • the shape of the nonpolar chemical fiber can be changed by beating the nonpolar chemical fiber so that the Canadian standard freeness becomes 835 mL or less.
  • beating nonpolar chemical fibers can increase not only the shape change but also the surface area. By beating non-polar chemical fibers so that the Canadian standard freeness becomes 10 mL or more, the resulting composite fibers have good drainage, and such composite fibers are excellent in handleability.
  • ⁇ CSF (mL) representing the amount of change in CSF of the nonpolar chemical fiber before and after beating becomes a predetermined numerical value.
  • ⁇ CSF can be expressed as a value obtained by subtracting the freeness of the CSF of the nonpolar chemical fiber after the beating process from the CSF of the nonpolar chemical fiber before the beating process, and is calculated from the following formula (B-1).
  • ⁇ CSF (mL) (CSF of nonpolar chemical fiber before beating process) ⁇ (CSF of nonpolar chemical fiber after beating process) (B-1)
  • ⁇ CSF is preferably 5 mL or more, more preferably 10 mL or more, and even more preferably 15 mL or more.
  • beating nonpolar chemical fibers can increase not only the shape change but also the surface area.
  • beating machines various auxiliary agents, batch-type and continuous-type beating, and composite fiber generation process, when a plurality of types of raw materials are reacted to synthesize inorganic particles
  • the description of ⁇ Method A for producing inorganic particle composite fiber A> is applied mutatis mutandis.
  • generation process is a process of producing
  • inorganic particle composite fibers are generated by synthesizing inorganic particles in a slurry containing nonpolar chemical fibers after the beating step.
  • a composite fiber is produced using nonpolar chemical fibers having a Canadian standard freeness of 10 mL or more and 835 mL or less after the beating step.
  • Non-polar chemical fiber Chemical fiber refers to all fibers produced by chemical processes. Specific examples include conventionally known synthetic fibers and regenerated fibers (semi-synthetic fibers). A polar chemical fiber will not be specifically limited if it is a chemical fiber which does not have polarity, According to a use, it can select suitably. Nonpolar chemical fibers include, for example, polar groups (eg, hydroxyl group (—OH), carboxyl group (—COOH), amino group (—NH 2 ), aldehyde group, phosphate group, urea group, sulfo group in the molecule.
  • polar groups eg, hydroxyl group (—OH), carboxyl group (—COOH), amino group (—NH 2 ), aldehyde group, phosphate group, urea group, sulfo group in the molecule.
  • nonpolar chemical fibers include polyolefin fibers.
  • polyolefin fibers include polyethylene fibers and polypropylene fibers.
  • the fiber generally marketed with the name of "polyolefin fiber" can also be used conveniently.
  • the nonpolar chemical fiber is a polyolefin fiber, a polypropylene fiber, or a polyethylene fiber.
  • These nonpolar chemical fibers are lightweight, excellent in tensile strength and chemical resistance, and inexpensive, and therefore can be suitably used as a material for nonwoven fabrics. For this reason, for example, it is useful if a composite fiber of polypropylene fiber having a high ash content can be produced.
  • the fibers exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
  • inorganic particles other than those described here inorganic particle synthesis method, fiber length of nonpolar chemical fiber to be combined, amount of nonpolar chemical fiber contained in slurry used in composite fiber generation step, composite fiber For other substances in the slurry in the production step, the description of ⁇ Method A for producing inorganic particle composite fiber A> is applied mutatis mutandis.
  • the inorganic particle composite fiber B manufactured by the manufacturing method B of the inorganic particle composite fiber according to the present invention is also included in the scope of the present invention.
  • inorganic particle composite fibers of nonpolar chemical fibers and inorganic particles nonpolar chemical fibers and inorganic particles are not mixed, but nonpolar chemical fibers and inorganic particles are complexed by hydrogen bonding or the like. As a result, the inorganic particles are unlikely to fall off from the nonpolar chemical fibers.
  • Such a composite fiber can be suitably used for various applications because the yield of inorganic particles is high, and even if the ash content is high, powder falling is suppressed.
  • the inorganic particle composite fiber manufactured by the manufacturing method B of the inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be a composite fiber of a high-ash nonpolar chemical fiber that cannot be obtained by a conventional method.
  • the inorganic particle composite fiber B manufactured in one embodiment of the present invention can be an inorganic particle composite fiber of non-polar chemical fibers having an ash content (wt%) of 5 wt% or more, and further 10 wt% or more.
  • the inorganic particle composite fiber manufactured by the manufacturing method B of the inorganic particle composite fiber according to one embodiment of the present invention can be a composite fiber of a non-polar chemical fiber having a high coverage that cannot be obtained by a conventional method.
  • the inorganic particle composite fiber B produced in one embodiment of the present invention has a non-polar chemistry in which the coverage (area ratio) (area%) of the fiber with inorganic particles is 15 area% or more, and further 20 area% or more. It can be an inorganic particle composite fiber.
  • the inorganic particle composite fiber B manufactured by the inorganic particle composite fiber manufacturing method B according to one embodiment of the present invention has an improved composite rate of inorganic particles
  • the inorganic particle composite fiber is made of paper. Yield can be improved.
  • the sheet manufacturing speed (for example, the wire speed of the paper machine) can be improved.
  • the inorganic particle composite fiber B is a composite fiber of inorganic particles and nonpolar chemical fiber having a Canadian standard freeness of 10 mL or more and 835 mL or less based on JIS P 8121: 1995.
  • the inorganic particle composite fiber B is an inorganic of one or more nonpolar chemical fibers selected from the group consisting of polyolefin fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, and synthetic fibers partially including a polyolefin structure. Particle composite fiber B.
  • the “polyolefin” contained in the “synthetic fiber partially including the structure of polyolefin” is not particularly limited, and may be, for example, polyethylene or polypropylene.
  • the article including the inorganic particle composite fiber B manufactured by the inorganic particle composite fiber manufacturing method B according to one aspect of the present invention is also included in the scope of the present invention. Moreover, use of the said inorganic particle composite fiber B for manufacture of the said article is also contained in the scope of the present invention.
  • the present invention includes, but is not limited to, the following inventions.
  • a beating step of beating a chemical fiber wet or dry, and a composite that synthesizes inorganic particles in a slurry containing the chemical fiber after the beating step and generates a composite fiber of the chemical fiber and the inorganic particle A method for producing an inorganic particle composite fiber, comprising a fiber generation step.
  • the inorganic particle composite fiber is a composite fiber of the inorganic particle and the chemical fiber having a Canadian standard freeness based on JIS P 8121: 1995 of 10 mL or more and 760 mL or less.
  • the manufacturing method of inorganic particle composite fiber (4)
  • the manufacturing method of inorganic particle composite fiber (6) The method for producing an inorganic particle composite fiber according to (1), wherein the chemical fiber is a nonpolar chemical fiber.
  • the inorganic particle composite fiber is a composite fiber of the inorganic particle and the chemical fiber having a Canadian standard freeness based on JIS P 8121: 1995 of 10 mL or more and 835 mL or less.
  • the manufacturing method of inorganic particle composite fiber is a
  • the chemical fiber is one or more chemical fibers selected from the group consisting of a polyolefin fiber, a polypropylene fiber, a polyethylene fiber, and a synthetic fiber partially including a polyolefin structure.
  • At least a part of the inorganic particles includes one or more selected from the group consisting of calcium, silicic acid, magnesium, barium, aluminum, titanium, copper, silver, zinc, platinum, iron, palladium, and zirconium. , (1) to (9) The method for producing an inorganic particle composite fiber according to any one of (1) to (9). (11) The method for producing an inorganic particle composite fiber according to any one of (1) to (10), wherein an average primary particle diameter of the inorganic particles in the inorganic particle composite fiber is 5 ⁇ m or less.
  • the chemical fiber is one or more chemical fibers selected from the group consisting of regenerated cellulose fiber, polyester fiber, polyamide fiber, and acrylic fiber.
  • the chemical fiber is one or more chemical fibers selected from the group consisting of a polyolefin fiber, a polypropylene fiber, a polyethylene fiber, and a synthetic fiber partially including a polyolefin structure. Particle composite fiber.
  • At least a part of the inorganic particles includes one or more selected from the group consisting of calcium, silicic acid, magnesium, barium, aluminum, titanium, copper, silver, zinc, platinum, iron, palladium, and zirconium.
  • Example A-1 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and polar chemical fiber
  • Lyocell registered trademark
  • a slurry containing Lyocell (registered trademark) (fiber concentration: 1% by weight, solid content: 200 g) and barium hydroxide octahydrate (Wako Pure Chemical Industries, 368 g) were supplied to a Niagara Beater (manufactured by Kumagaya Riki Kogyo Co., Ltd.). Lyocell® was beaten for about 10 minutes at room temperature in the presence of barium oxide.
  • the Canadian standard freeness (CSF) of Lyocell (registered trademark) after beating was measured based on JIS P 8121: 1995.
  • the CSF of Lyocell (registered trademark) after beating was 748 mL.
  • the CSF of unbeaten Lyocell (registered trademark) was 769 mL.
  • ⁇ CSF obtained by subtracting the CSF after beating from the CSF before beating was 21 mL.
  • Example A-1 a composite fiber of barium sulfate and Lyocell (registered trademark) is synthesized.
  • Example A-2 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and polar chemical fiber
  • a composite fiber slurry of Example A-2 was obtained in the same manner as in Example A-1, except that polyester fiber (EP043, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used as the polar chemical fiber.
  • the CSF of the polyester fiber after beating was 752 mL.
  • the CSF of unbeaten polyester fiber was 773 mL.
  • ⁇ CSF obtained by subtracting the CSF after beating from the CSF before beating was 21 mL.
  • Example A-3 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and polar chemical fiber
  • the polyester fiber no barium hydroxide is added.
  • the polyester fiber 500 g
  • barium hydroxide octahydrate (Wako Pure Chemicals, 9.2 g)
  • the mixture was stirred at (600 rpm).
  • the composite fiber slurry of Example A-3 was obtained in the same manner as in Example A-2.
  • Comparative Example A-1 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and polar chemical fiber
  • a composite fiber slurry of Comparative Example A-1 was obtained in the same manner as in Example A-1, except that Lyocell (registered trademark) was not beaten.
  • Comparative Example A-2 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and polar chemical fiber
  • a composite fiber slurry of Comparative Example A-2 was obtained in the same manner as in Example A-2, except that the polyester fiber was not beaten.
  • FIG. 3 is a view showing the observation results of the composite fibers produced in Example A-1 and Comparative Example A-1 by a scanning electron microscope.
  • FIG. 4 shows the results of Example A-2 and Comparative Example A-2. It is a figure which shows the observation result by the scanning electron microscope of the produced composite fiber.
  • (a) is a diagram showing the result of observing the composite fiber of the comparative example at a magnification of 3000 times
  • (b) is a diagram showing the result of observing the composite fiber of the comparative example at a magnification of 10000 times
  • C is a figure which shows the result of having observed the composite fiber of the Example by 3000 times of magnification
  • (d) is a figure which shows the result of having observed the composite fiber of the Example by 10,000 times of magnification.
  • FIG. 5 is a view showing an observation result of the composite fiber produced in Example A-3 by a scanning electron microscope.
  • FIG. 5A is a view showing a result of observing the composite fiber of the example at a magnification of 3000 times.
  • (B) is a figure which shows the result of having observed the conjugate fiber of the Example at the magnification of 10000 times.
  • Example A-1 and Comparative Example A-1 >> As shown in FIG. 3, as a result of observation, the surface of both the composite fiber of Example A-1 and the composite fiber of Comparative Example A-1 is covered with an inorganic substance, and the inorganic substance is self-fixed on the fiber. The situation was observed. Most of the inorganic particles fixed on the fiber were plate-like, and those having a small size were observed as amorphous particles. The primary particle diameter of the inorganic particles estimated as a result of observation was 50 to 300 nm, and the average primary particle diameter was about 150 nm. In the composite fiber of Example A-1, an increase in fibrils due to beating was observed as compared with the composite fiber of Comparative Example A-1.
  • the coverage (area ratio) of Lyocell (registered trademark) with inorganic particles was measured by observation with an SEM.
  • the coverage was 20 area%.
  • the coverage of the composite fiber of Comparative Example A-1 was 15 area%.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was measured.
  • the weight ratio (ash content) is determined by using a dynamic freeness tester (DDA, manufactured by Ab Akribibi Kemikonsulter), stirring the composite fiber slurry (0.5 g in terms of solid content) at 800 rpm, and then a pressure of 0.3 bar. Then, the residue was dried in an oven (105 ° C., 2 hours), the organic content was burned at 525 ° C., and the weight was calculated from before and after combustion.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 86:14 (ash content: 14% by weight).
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 91: 9 (ash content: 9% by weight).
  • Example A-2 and Comparative Example A-2 >> As shown in FIG. 4, as a result of observation, the surface of both the composite fiber of Example A-2 and the composite fiber of Comparative Example A-2 is covered with an inorganic substance, and the inorganic substance is self-fixed on the fiber. The situation was observed. Most of the inorganic particles fixed on the fiber were plate-like, and those having a small size were observed as amorphous particles. The primary particle diameter of the inorganic particles estimated as a result of observation was 50 to 300 nm, and the average primary particle diameter was about 150 nm. In the composite fiber of Example A-2, no increase in fibrils due to beating was observed compared to the composite fiber of Comparative Example A-2.
  • the coverage (area ratio) of the fiber with inorganic particles was 85 area% in the composite fiber of Example A-2.
  • the coverage of the composite fiber of Comparative Example A-2 was 10 area%.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 91: 9 (ash content: 9% by weight) in the composite fiber of Example A-2.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 96: 4 (ash content: 4% by weight).
  • Example A-3 >> As shown in FIG. 5, as a result of observation, the surface of the composite fiber of Example A-3 was covered with an inorganic substance, and it was observed that the inorganic substance was self-fixed on the fiber. Most of the inorganic particles fixed on the fiber were plate-like, and those having a small size were observed as amorphous particles. Further, the primary particle diameter of the inorganic particles estimated as a result of observation was 50 to 300 nm, and the average primary particle diameter was 150 nm.
  • the coverage (area ratio) of the fiber with inorganic particles was 75 area%.
  • the fiber: inorganic particle weight ratio of the composite fiber of Example A-3 was 95: 6 (ash content: 6% by weight).
  • Example B-1 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and nonpolar chemical fiber
  • nonpolar chemical fiber polypropylene fiber (manufactured by Toabo Materials Co., Ltd., fiber length 6 mm) was used.
  • a slurry containing polypropylene fibers (fiber concentration: 0.6% by weight, solid content: 120 g) was subjected to a Niagara beater (manufactured by Kumagai Rikkiki Kogyo) and beaten at room temperature for about 10 minutes.
  • the Canadian standard freeness (CSF) of the polypropylene fiber after beating was measured based on JIS P 8121: 1995. As a result, the CSF of the polypropylene fiber after beating was 776 mL. On the other hand, the CSF of the unbeaten polypropylene fiber was 841 mL. The ⁇ CSF obtained by subtracting the CSF after beating from the CSF before beating was 65 mL.
  • the fiber which was linear before beating ((a) in FIG. 6) was cut short after beating and bent or crushed in some places. It was confirmed that the shape changed to a bent shape ((b) of FIG. 6). Although fibrils were not generated in the beaded polypropylene fiber, it was considered that one of the reasons for the decrease in CSF after beating was that the structure of the fiber was softened by beating and water retention increased. In addition, from the observation result with a laser microscope, the shape was changed from a linear type to a bent type, so that the change in the shape of the fiber increased the entanglement between the fibers and increased the freeness. it was thought.
  • Example B-1 a composite fiber of barium sulfate and polypropylene fiber is synthesized.
  • Comparative Example B-1 Synthesis of composite fiber of barium sulfate and nonpolar chemical fiber
  • a composite fiber slurry of Comparative Example B-1 was obtained in the same manner as in Example B-1, except that the polypropylene fiber was not beaten.
  • FIG. (A) is a figure which shows the result of having observed the composite fiber of comparative example B-1 at 500 times magnification
  • (b) is a figure which shows the result of having observed the composite fiber of comparative example B-1 at 3000 times magnification
  • (C) is a diagram showing the result of observing the conjugate fiber of Comparative Example B-1 at a magnification of 10,000 times
  • (d) is the result of observing the conjugate fiber of Example B-1 at a magnification of 500 times
  • (E) is a view showing the result of observing the conjugate fiber of Example B-1 at a magnification of 3000 times
  • (f) is the result of observing the conjugate fiber of Example B-1 at a magnification of 10,000 times.
  • Example B-1 and Comparative Example B-1 >> As shown in FIG. 7, as a result of observation, the surface of both the composite fiber of Example B-1 and the composite fiber of Comparative Example B-1 was covered with an inorganic substance, and the inorganic substance was self-fixed on the fiber. The situation was observed. Many of the inorganic particles fixed to the fibers were observed as irregular shaped particles. The primary particle diameter of the inorganic particles estimated as a result of observation was 50 to 300 nm, and the average primary particle diameter was about 150 nm. In the composite fiber of Example B-1, irregularities and ridges on the fiber surface due to beating were recognized as compared with the composite fiber of Comparative Example B-1.
  • the coverage (area ratio) of the polypropylene fiber by inorganic particles was measured by observation by SEM.
  • the coverage was 70 area%.
  • the coverage of the composite fiber of Comparative Example B-1 was 10 area%.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was measured.
  • the weight ratio (ash content) is determined by using a dynamic freeness tester (DDA, manufactured by Ab Akribibi Kemikonsulter), stirring the composite fiber slurry (0.5 g in terms of solid content) at 800 rpm, and then a pressure of 0.3 bar. Then, the residue was dried in an oven (105 ° C., 2 hours), the organic content was burned at 525 ° C., and the weight was calculated from before and after combustion.
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 90:10 (ash content: 10% by weight).
  • the weight ratio of fiber: inorganic particles was 96: 4 (ash content: 4% by weight).
  • the production method A of the inorganic particle composite fiber A and one aspect of the inorganic particle composite fiber A of the present invention is a fiber (in particular, a fiber imparted with inorganic particle functions (flame retardant, deodorant / antibacterial property, radiation shielding property, etc.)).
  • Polar chemical fibers such as regenerated cellulose fiber, polyester fiber, polyamide fiber, and acrylic fiber).
  • the manufacturing method B of the inorganic particle composite fiber of the present invention and one embodiment of the inorganic particle composite fiber B are fibers (in particular, a fiber imparted with inorganic particle functions (flame retardant, deodorant / antibacterial property, radiation shielding property, etc.)).
  • fibers in particular, a fiber imparted with inorganic particle functions (flame retardant, deodorant / antibacterial property, radiation shielding property, etc.)
  • Polyolefin fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers can be suitably used in various fields.

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Abstract

無機粒子複合繊維の製造方法は、化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む。

Description

無機粒子複合繊維の製造方法
　本発明は、無機粒子複合繊維の製造方法に関する。
　無機粒子を繊維に付着させることによって、繊維に所望の機能を付与する技術がある。例えば、特許文献１には、繊維を含む溶液においてキャビテーション気泡の存在下で炭酸カルシウムを合成することによって、炭酸カルシウム粒子と繊維との複合体を製造する方法が記載されている。
日本国公開特許公報「特開２０１５－１９９６５５号公報（２０１５年１１月１２日公開）」
　より多くの無機物を繊維に付着させることができれば、より高い機能を発揮させることができるため有用である。例えば、化学繊維により多くの無機物を付着させることが必要である。そこで、本発明の一態様は、より多くの無機物が包含された化学繊維を製造し得る方法を提供することを目的とする。
　本発明は、これに制限されるものでないが、以下の発明を包含する。
　（１）化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む、無機粒子複合繊維の製造方法。
　本発明の一態様によれば、より多くの無機粒子が包含された無機粒子複合繊維を製造することができるという効果を奏する。
実施例Ａ－１で使用したリヨセル（登録商標）のレーザー顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は叩解前のリヨセル（登録商標）を倍率１００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は叩解後のリヨセル（登録商標）を倍率１００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ａ－２で使用したポリエステル繊維のレーザー顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は叩解前のポリエステル繊維を倍率１００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は叩解後のポリエステル繊維を倍率１００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ａ－１及び比較例Ａ－１において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は比較例Ａ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は比較例Ａ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図であり、（ｃ）は実施例Ａ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｄ）は実施例Ａ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ａ－２及び比較例Ａ－２において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は比較例Ａ－２の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は比較例Ａ－２の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図であり、（ｃ）は実施例Ａ－２の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｄ）は実施例Ａ－２の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ａ－３において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は実施例Ａ－３の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は実施例Ａ－３の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ｂ－１で使用したポリプロピレン繊維のレーザー顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は叩解前のポリプロピレン繊維を倍率１００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は叩解後のポリプロピレン繊維を倍率１００倍で観察した結果を示す図である。 実施例Ｂ－１及び比較例Ｂ－１において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率５００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｃ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図であり、（ｄ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率５００倍で観察した結果を示す図であり、（ｅ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｆ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変形を加えた態様で実施できるものである。尚、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。
　＜無機粒子複合繊維の製造方法＞
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法は、化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む。上記構成とすることにより、定着剤を添加しなくとも、無機粒子と化学繊維との無機粒子複合繊維を生成することができる。従って、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法によれば、化学繊維に無機粒子の機能（例えば、難燃性、消臭・抗菌、放射線遮蔽性等）を効果的に付与することができる。
　さらに、上記構成とすることにより、叩解していない化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を含む無機粒子複合繊維（高灰分量の無機粒子複合繊維）を製造することができる。より多くの無機粒子が複合化されている無機粒子複合繊維は、無機粒子に起因する特徴がより大きく生じるようになるため、所望の機能がより向上した無機粒子複合繊維を製造することができる。
　また、上記構成とすることにより、叩解していない化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、無機粒子の複合化効率が向上するため、無機粒子複合繊維の製造における歩留りが向上する。尚、本明細書中では、「無機粒子複合繊維」を単に「複合繊維」と称する場合がある。
　前記化学繊維は、極性の化学繊維であっても、非極性の化学繊維であってもよい。以下、極性の化学繊維を用いる方法を＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞に、非極性の化学繊維を用いる方法を＜無機粒子複合繊維の製造方法Ｂ＞に説明する。
　＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法は、極性の化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む。上記構成とすることにより、定着剤を添加しなくとも、無機粒子と極性の化学繊維（以下、「極性化学繊維」と称する。）との無機粒子複合繊維を生成することができる。従って、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法によれば、極性化学繊維に無機粒子の機能（例えば、難燃性、消臭・抗菌、放射線遮蔽性等）を効果的に付与することができる。
　さらに、上記構成とすることにより、叩解していない極性化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を含む無機粒子複合繊維（高灰分量の無機粒子複合繊維）を製造することができる。より多くの無機粒子が複合化されている無機粒子複合繊維は、無機粒子に起因する特徴がより大きく生じるようになるため、所望の機能がより向上した無機粒子複合繊維を製造することができる。
　また、上記構成とすることにより、叩解していない極性化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、無機粒子の複合化効率が向上するため、無機粒子複合繊維の製造における歩留りが向上する。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法は、種々の灰分量の無機粒子複合繊維を製造する場合に適用することができるが、従来の方法では製造することができなかった高灰分量の無機粒子複合繊維を製造する場合に特に好適に適用できる。例えば、灰分（重量％）が５重量％以上、さらには１０重量％以上の極性化学繊維の無機粒子複合繊維を製造することができる。無機粒子複合繊維の灰分（重量％）の算出方法については、後述する実施例で詳細に説明する。
　さらに、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法は、種々の被覆率の無機粒子複合繊維を製造する場合に適用することができるが、従来の方法では製造することができなかった高被覆率の無機粒子複合繊維を製造する場合に特に好適に適用できる。例えば、被覆率（面積％）が１５面積％以上、さらには２０面積％以上の極性化学繊維の無機粒子複合繊維を製造することができる。尚、被覆率（面積％）とは、無機粒子による繊維の被覆率（面積率）を指す。被覆率は、電子顕微鏡で無機粒子複合繊維を確認することによって算出することができる。
　〔Ａ－１．叩解工程〕
　叩解工程では、極性化学繊維を湿式又は乾式で叩解する。極性化学繊維についての詳細は後述する。叩解工程では、パルプ繊維に対して通常行われる叩解と同等の処理を、極性化学繊維に対して行えばよい。極性化学繊維の叩解方法としては、例えば、公知の叩解機を用いて極性化学繊維を機械的（力学的）に処理することが挙げられる。叩解機としては、パルプ繊維を叩解する場合に通常使用される叩解機を、極性化学繊維を叩解する場合にも使用することができ、例えば、ナイアガラビーター、ＰＦＩミル、ディスクリファイナー、コニカルリファイナー、ボールミル、石臼型ミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、家庭用ジューサーミキサー、乳鉢である。中でも、ナイアガラビーター、ディスクリファイナー、及びコニカルリファイナーを好適に用いることができる。
　また、叩解工程では、湿式又は乾式で叩解を行うことができる。ここで、本明細書では、前記「湿式」は、叩解工程に供する対象が極性化学繊維のスラリーである場合を指し、前記「乾式」は、叩解工程に供する対象がスラリーではない極性化学繊維である場合を指す。例えば、「乾式」叩解は、液体中に存在していない状態の極性化学繊維に対して、上述の叩解機等を用いて機械的（力学的）に処理する形態を含む。「湿式」の場合、叩解工程に供されるスラリー中の液体成分としては水が挙げられるが、水以外の液体であってもよく、水と他の液体との混合液であってもよい。尚、本明細書において「スラリー」は、極性化学繊維を含む懸濁液であればよく、その粘度、固形分濃度等は特に限定されない。
　叩解工程における処理条件は、パルプ繊維を叩解する場合に通常適用される処理条件を極性化学繊維を叩解する場合にも適用することができる。叩解の処理条件は、例えば、湿式の場合には、極性化学繊維に水を加えて、スラリー中の極性化学繊維の濃度を０．１重量％～５０重量％として叩解処理することが好ましく、スラリー中の極性化学繊維の濃度を０．５重量％～４０重量％として処理することがより好ましく、１重量％～３０重量％として処理することがさらに好ましい。
　叩解は、バッチ式で行ってもよく、連続式で行ってもよい。好ましい一態様において、極性化学繊維を含むスラリーを流動させながら連続式で叩解する。これにより、極性化学繊維の叩解を効率よく行うことができる。
　叩解する際は、各種助剤を添加することができる。ここで、助剤は有機物質、無機物質のいずれでもよく、複数を組み合わせて使用することもできる。有機物質の例としては、界面活性剤、柔軟剤などが挙げられる。無機物質の例としては、ガラス、アルミナ、ジルコニアなどからなるビーズもしくはボール、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの鉱物が挙げられる。これらを添加することによって、繊維表面及び繊維全体の物性の変化が促進されるので、叩解による効果をより高めることが可能である。
　通常、パルプ繊維に対して叩解を行う場合、叩解後のパルプ繊維では、叩解前と比較して、繊維の切断、フィブリル化、濾水度の低下等の物理的な変化が生じることが知られている。しかし、本発明の方法における叩解工程は、極性化学繊維を機械的に処理するという行為が重要であるので、この機械的な処理の結果として、叩解工程後の極性化学繊維に前述のような物理的な変化が生じているか否かは特に問わない。つまり、叩解工程後の極性化学繊維に、繊維形状の変化、繊維の切断、フィブリル化、濾水度の低下等の物理的な変化が生じていてもよく、表面上は顕著な変化が生じていなくてもよい。例えば、後述する実施例では、極性の再生セルロース繊維であるリヨセル（登録商標）を叩解しているが、電子顕微鏡レベルで観察した場合に、叩解工程後には、リヨセル（登録商標）がフィブリル化されていた。このように、叩解によって極性化学繊維にフィブリル化が生じる場合は、繊維の表面積が増加することにより無機粒子を複合化できる面積が増加するため好ましい。しかし、後述する実施例で使用したポリエステル繊維の様に、使用する極性化学繊維の種類によっては、叩解によってフィブリル化が生じず、叩解工程前後で繊維の表面積に顕著な変化が生じない場合もあり得る。しかし、このような場合であっても、驚くべきことに、叩解工程を経たポリエステル繊維は、叩解工程を経ていないポリエステル繊維と比較して、より多くの無機粒子を複合化することができた。
　本発明の一態様において、極性化学繊維として、叩解によってフィブリル化が生じ得る繊維（例えば、リヨセル（登録商標）等）を選択する場合、叩解工程では、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定したカナダ標準濾水度（Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｒｅｅｎｅｓｓ：ＣＳＦ）が所定の数値となるように叩解すればよい。叩解によって繊維のフィブリル化が進むにつれて繊維の水切れ状態が低下し、濾水度は低くなる。複合繊維の合成に使用する極性化学繊維の濾水度は特に制限されないため、叩解工程では、未叩解の極性化学繊維の濾水度未満の濾水度となるように叩解を行えばよい。尚、本明細書において、単に「カナダ標準濾水度」又は「ＣＳＦ」と記載している場合も、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した値を指す。また、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５は、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１－２：２０１２に読み替えることができる。
　好ましい一態様において、叩解工程では、極性化学繊維を、カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下の範囲になるように叩解する。好ましい一態様において、カナダ標準濾水度が５０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下、より好ましくは１００ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下となるように叩解する。カナダ標準濾水度が７６０ｍＬ以下となるように、極性化学繊維を叩解することによって、極性化学繊維の形状を変化させることができる。また、極性化学繊維を叩解することによって、形状の変化のみならず、表面積を増加させることができる場合もある。カナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上となるように極性化学繊維を叩解することによって、得られる複合繊維の水切れが良好となるため、そのような複合繊維は取扱い性に優れる。
　上記のＣＳＦの範囲内で、叩解前後の極性化学繊維のＣＳＦの変化量を表すΔＣＳＦ（ｍＬ）が、所定の数値となるように叩解することが好ましい。ここで、ΔＣＳＦは、叩解工程前の極性化学繊維のＣＳＦから叩解工程後の極性化学繊維のＣＳＦの濾水度を減じた値として表すことができ、下記式（Ａ－１）から算出される：
　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝（叩解工程前の極性化学繊維のＣＳＦ）－（叩解工程後の極性化学繊維のＣＳＦ）・・・（Ａ－１）
　好ましい一態様において、前記叩解工程では、ΔＣＳＦが、好ましくは５ｍＬ以上、より好ましくは１０ｍＬ以上、さらに好ましくは１５ｍＬ以上となるように、極性化学繊維を叩解することが好ましい。ΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、極性化学繊維を叩解することによって、極性化学繊維の形状を変化させることができる。また、極性化学繊維を叩解することによって、形状の変化のみならず、表面積を増加させることができる場合もある。
　また、詳細は後述するが、複合繊維生成工程において、複数種類の原料物質を反応させて無機粒子を合成する場合がある。このような場合、複合繊維生成工程の前段の叩解工程では、複数種類の原料物質の内の一部の種類の原料物質の存在下で、極性化学繊維を叩解することもできる。これにより、より多くの無機粒子を繊維に複合化することができる。これは、無機粒子を合成するために使用する原料物質の存在下で極性化学繊維を叩解することによって、原料物質と極性化学繊維とが物理的に接触する機会が増え、その結果、極性化学繊維に物理的に付着した原料物質を核として無機粒子が合成されるためであると考えられる。
　原料物質の存在下で極性化学繊維を叩解する方法としては特に限定されないが、一つの好ましい態様として、例えば、極性化学繊維を含むスラリー中に複数種類の原料物質の内の一部の種類の原料物質を添加し、このスラリーを叩解してもよい。
　また、極性化学繊維を含むスラリー中に複数種類の原料物質の内の一部の種類の原料物質を添加する場合は、前記「一部の種類の原料物質」として、アルカリ性の原料物質又は酸性の原料物質のどちらか一方を少なくとも含ませることもできる。叩解工程に供するスラリーにアルカリ性の原料物質又は酸性の原料物質のどちらか一方を添加することにより、極性化学繊維を効率よく叩解でき、その結果、後段の複合繊維生成工程において、効率よく無機粒子と極性化学繊維との複合繊維を得ることができる。前記「一部の種類の原料物質」として、アルカリ性の原料物質又は酸性の原料物質のいずれを添加するかについては、極性化学繊維の種類、合成する無機粒子の種類等に応じて適切な方を選択すればよい。
　前記「アルカリ性の原料物質」としては、例えば、硫酸バリウムを合成するために使用される水酸化バリウムである。前記「酸性の原料物質」としては、例えば、硫酸バリウムを合成するために使用される硫酸アルミニウムである。極性化学繊維を含むスラリーにアルカリ性の原料物質又は酸性の原料物質のどちらか一方を混合後、所定時間経過後に叩解工程を行うこともできるが、混合後すぐに叩解工程を行ってもよい。
　〔Ａ－２．複合繊維生成工程〕
　複合繊維生成工程は、極性化学繊維と無機粒子との複合繊維を生成する工程である。複合繊維生成工程では、前記叩解工程後の極性化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成することによって、無機粒子複合繊維を生成する。好ましい一態様において、複合繊維生成工程では、前記叩解工程後にカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下となった極性化学繊維を使用して、複合繊維を生成する。
　（無機粒子）
　複合繊維生成工程において合成される無機粒子（つまり、極性化学繊維に複合化される無機粒子）の種類は、目的に応じて適宜選択することができる。複合繊維生成工程において無機粒子の合成を水系で行う場合があり、また、複合繊維を水系で使用することもあるため、無機粒子が水に不溶性又は難溶性であることが好ましい。
　無機粒子とは、無機化合物の粒子を指し、例えば金属化合物が挙げられる。金属化合物とは、金属の陽イオン（例えば、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ａｌ３＋、Ｂａ２＋等）と陰イオン（例えば、Ｏ２－、ＯＨ－、ＣＯ３ ２－、ＰＯ４ ３－、ＳＯ４ ２－、ＮＯ３ －、Ｓｉ２Ｏ５ ２－、ＳｉＯ３ ２－、Ｃｌ－、Ｆ－、Ｓ２－等）がイオン結合によって結合してできた、一般に無機塩と呼ばれるものをいう。無機粒子の具体例としては、例えば、金、カルシウム、ケイ酸、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、チタン、銅、銀、亜鉛、白金、鉄、パラジウム及びジルコニウムから成る群より選択される１種以上を含む化合物が挙げられる。また、炭酸カルシウム（軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム）、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、リン酸カルシウム、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、二酸化チタン、ケイ酸ナトリウムと鉱酸から製造されるシリカ（ホワイトカーボン、シリカ／炭酸カルシウム複合物、シリカ／二酸化チタン複合物）、硫酸カルシウム、ゼオライト、ハイドロタルサイトが挙げられる。炭酸カルシウム－シリカ複合物としては、炭酸カルシウム及び／又は軽質炭酸カルシウム－シリカ複合物以外に、ホワイトカーボンのような非晶質シリカを併用してもよい。以上に例示した無機粒子については、繊維を含む溶液中で、互いに合成する反応を阻害しない限り、単独でも２種類以上の組み合わせで用いてもよい。
　また、複合繊維中の無機粒子がハイドロタルサイトである場合、ハイドロタルサイトと極性化学繊維との複合繊維の灰分中、マグネシウム及び亜鉛のうち少なくとも一つを１０重量％以上含むことがより好ましい。
　本発明の一実施形態において、無機粒子は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム及びハイドロタルサイトからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含み得る。
　（無機粒子の合成方法）
　無機粒子の合成法は特に限定されず、公知の方法により合成することができる。また、無機粒子の合成法は、気液法及び液液法のいずれでもよい。気液法の一例としては炭酸ガス法があり、例えば、水酸化マグネシウムと炭酸ガスを反応させることで、炭酸マグネシウムを合成することができる。また、水酸化カルシウムと炭酸ガスとを反応させる炭酸ガス法により、炭酸カルシウムを合成することができる。例えば、炭酸カルシウムは、可溶性塩反応法、石灰・ソーダ法、ソーダ法により合成してもよい。また、炭酸マグネシウムはマグネシウム塩水溶液に炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムを加える方法で合成することもできる。液液法の例としては、酸（塩酸、硫酸等）と塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）を中和によって反応させたり、無機塩と酸もしくは塩基を反応させたり、無機塩同士を反応させたりする方法が挙げられる。例えば、水酸化バリウムと硫酸とを反応させることで硫酸バリウムを得ることができる。水酸化バリウムと硫酸アルミニウム（硫酸バンド）とを反応させることで、硫酸バリウムだけでなく水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物も得ることができる。塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムと水酸化ナトリウムとを反応させることで、水酸化アルミニウムを得ることができる。炭酸カルシウムと硫酸アルミニウムとを反応させることでカルシウムとアルミニウムとが複合化した無機粒子を得ることができる。また、このようにして無機粒子を合成する際、反応液中に任意の金属及び／又は金属化合物を共存させることもでき、この場合はそれらの金属もしくは金属化合物が無機粒子中に効率よく取り込まれ、複合化できる。例えば、炭酸カルシウムにリン酸を添加してリン酸カルシウムを合成する際に、二酸化チタンを反応液中に共存させることで、リン酸カルシウムとチタンの複合粒子を得ることができる。
　また、２種類以上の無機粒子を極性化学繊維に複合化させる場合には、極性化学繊維の存在下で１種類の無機粒子の合成反応を行なった後、当該合成反応を止めて別の種類の無機粒子の合成反応を行なってもよく、互いに反応を邪魔しなかったり、一つの反応で目的の無機粒子が複数種類合成されたりする場合には２種類以上の無機粒子を同時に合成してもよい。また、合成反応の前もしくは途中で種結晶を添加することもできる。種結晶の添加によって無機粒子の成長を促したり、所望の粒径にコントロールしやすくしたりすることができる。
　複合繊維生成工程の反応条件（反応液の温度、反応液のｐＨ、反応液の電導度、反応時間等）は特に制限されず、無機粒子の合成反応の種類に応じて適宜設定することができる。反応液を撹拌しながら無機粒子の合成反応を行うことによって反応効率を向上させることができる。無機粒子の合成反応は、バッチ反応であっても連続反応であってもよい。
　一つの好ましい態様として、複合繊維における無機粒子の平均一次粒子径を、例えば、５μｍ以下とすることができるが、平均一次粒子径が３μｍ以下の無機粒子、平均一次粒子径が１μｍ以下の無機粒子、平均一次粒子径が２００ｎｍ以下の無機粒子、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の無機粒子、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の無機粒子を用いることができる。また、無機粒子の平均一次粒子径は１０ｎｍ以上とすることも可能である。尚、平均一次粒子径は電子顕微鏡写真から算出することができる。
　無機粒子を合成する際の条件を調整することによって、種々の大きさ及び形状を有する無機粒子を繊維と複合繊維化することができる。例えば、鱗片状の無機粒子が繊維に複合化している複合繊維とすることもできる。複合繊維を構成する無機粒子の形状は、電子顕微鏡による観察により確認することができる。
　また、無機粒子は、微細な一次粒子が凝集した二次粒子の形態を取ることもあり、熟成工程によって用途に応じた二次粒子を生成させてもよく、また、粉砕によって凝集塊を細かくしてもよい。粉砕の方法としては、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、高圧ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、ダイノーミル、超音波ミル、カンダグラインダ、アトライタ、石臼型ミル、振動ミル、カッターミル、ジェットミル、離解機、叩解機、短軸押出機、２軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサー等が挙げられる。
　（極性化学繊維）
　化学繊維（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ）は、化学的なプロセスによって製造された繊維全般を指す。具体的には、従来公知の、合成繊維、再生繊維（半合成繊維）が挙げられる。極性化学繊維は、極性を有する化学繊維であれば特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。極性化学繊維としては、例えば、分子中に極性基（例えば、ヒドロキシル基（－ＯＨ）、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、アミノ基（－ＮＨ２）、アルデヒド基、リン酸基、ウレア基、スルホ基、ニトロ基、アミド基、シアノ基、カルボニル基（－ＣＯＯ－）、エーテル基（－Ｏ－）、シラノール基等）を有している化学繊維及びガラス繊維、並びにこれらの官能基で表面が修飾されている合成繊維（非極性の合成繊維の表面がこれらの官能基で修飾されているものも含む）が挙げられる。
　極性化学繊維の具体例としては、合成繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリウレタン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル等を挙げることができる。半合成繊維としては、例えば、再生セルロース繊維、アセテート等を挙げることができる。ポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維等を挙げることができる。ポリアミド繊維としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維等を挙げることができる。
　好ましい一態様において、極性化学繊維は、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である。これらの極性化学繊維は、耐熱性、強度等に優れることから、これらの極性化学繊維に無機粒子の機能を付与した複合繊維を製造することは有用である。再生セルロース繊維としては、例えば、リヨセル（登録商標）、レーヨン、キュプラ（登録商標）等を挙げることができる。再生セルロース繊維を構成するセルロース分子の重合度は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。再生セルロース繊維の中で、特に、リヨセル（登録商標）は、強度に優れることから、不織布の材料として好適に採用することができる。このため、高灰分量のリヨセル（登録商標）の複合繊維を製造することができれば有用である。
　以上に例示した繊維については単独でも２種類以上の組み合わせで用いてもよい。
　また、複合化する極性化学繊維の繊維長は特に制限されず、例えば、平均繊維長が０．１μｍ～１５ｍｍ程度とすることができ、１μｍ～１２ｍｍ、１００μｍ～１０ｍｍ、５００μｍ～８ｍｍ等としてもよい。
　複合繊維生成工程において用いるスラリーに含まれている極性化学繊維の量（つまり、複合繊維の合成に供される極性化学繊維の量）は、極性化学繊維の表面の１５面積％以上が無機粒子で被覆されるような量とすることが好ましい。例えば、複合繊維生成工程によって得られる無機粒子複合繊維中の極性化学繊維と無機粒子との重量比が、５／９５～９５／５となるような量とすることが好ましく、１０／９０～９０／１０、２０／８０～８０／２０、３０／７０～７０／３０、４０／６０～６０／４０となるような量としてもよい。
　（その他の物質）
　本発明の一態様において、複合繊維生成工程におけるスラリー中には極性化学繊維、無機粒子、無機粒子の合成に使用する原料物質以外の物質が含まれていてもよい。複合繊維生成工程におけるスラリーには、必要に応じて、公知の各種助剤（例えば、キレート剤、表面処理剤、分散剤等、凝集剤、凝結剤、歩留剤、漂白剤、殺菌剤、サイズ剤など）を添加することができる。各種助剤は単独又は複数組み合わせて使用することができる。また、各種助剤をスラリーに添加するタイミングは特に制限されない。各種助剤は、無機粒子に対して、好ましくは０．００１重量％～２０重量％、より好ましくは０．０１重量％～１０重量％の量で添加することができる。
　＜無機粒子複合繊維Ａ＞
　本発明に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造した無機粒子複合繊維Ａも本発明の範囲に含まれる。極性化学繊維と無機粒子との無機粒子複合繊維では、単に極性化学繊維と無機粒子とが混在しているのではなく、水素結合等によって極性化学繊維と無機粒子とが複合化していることにより、無機粒子が極性化学繊維から脱落し難い。このような複合繊維は、無機粒子の歩留まりが高く、高灰分であっても粉落ちが抑制されているため、各種用途に好適に使用することができる。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造された無機粒子複合繊維は、従来の方法では得られなかった高灰分の極性化学繊維の複合繊維となり得る。例えば、本発明の一態様において製造される無機粒子複合繊維Ａは、灰分（重量％）が、５重量％以上、さらには１０重量％以上の極性化学繊維の無機粒子複合繊維となり得る。
　さらに、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造された無機粒子複合繊維は、従来の方法では得られなかった高被覆率の極性化学繊維の複合繊維となり得る。例えば、本発明の一態様において製造される無機粒子複合繊維Ａは、無機粒子による繊維の被覆率（面積率）（面積％）が、１５面積％以上、さらには２０面積％以上の極性化学繊維の無機粒子複合繊維となり得る。
　さらに、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造された無機粒子複合繊維Ａは、無機粒子の複合率が向上しているため、このような無機粒子複合繊維を抄紙してシート化する場合の歩留りを向上させることができる。その結果、シートの製造速度（例えば、抄紙機のワイヤスピード）を向上させることができる。
　一つの好ましい態様において、無機粒子複合繊維Ａは、無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下である極性の化学繊維との複合繊維である。
　一つの好ましい態様において、無機粒子複合繊維Ａは、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の極性の化学繊維の無機粒子複合繊維である。
　〔用途〕
　本発明に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造した無機粒子複合繊維Ａは、種々の用途に用いることができる。例えば、紙、不織布、繊維、セルロース系複合材料、フィルター材料、塗料、プラスチック、その他の樹脂、ゴム、エラストマー、セラミック、ガラス、タイヤ、建築材料（アスファルト、アスベスト、セメント、ボード、コンクリート、れんが、タイル、合板、繊維板等）、各種担体（触媒担体、医薬担体、農薬担体、微生物担体等）、吸着剤（不純物除去、消臭、除湿等）、しわ防止剤、粘土、研磨材、改質剤、補修材、断熱材、防湿材、撥水材、耐水材、遮光材、シーラント、シールド材、防虫剤、接着剤、インキ、化粧料、医用材料、ペースト材料、変色防止剤、食品添加剤、錠剤賦形剤、分散剤、保形剤、保水剤、濾過助材、精油材、油処理剤、油改質剤、電波吸収材、絶縁材、遮音材、防振材、半導体封止材、放射線遮断材、化粧品、肥料、飼料、香料、塗料・接着剤用添加剤、難燃材料、衛生用品（使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁者用パッド、母乳パッド等、ウェットティシュー）等のあらゆる用途に広く使用することができる。また、前記用途における各種充填剤、コーティング剤等の物品に用いることができる。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ａによって製造した無機粒子複合繊維Ａを含む前記物品も本発明の範囲に含まれる。また、前記物品の製造のための前記無機粒子複合繊維Ａの使用も本発明の範囲に含まれる。
　＜無機粒子複合繊維の製造方法Ｂ＞
　以下に、別の無機粒子複合繊維の製造方法の態様である、無機粒子複合繊維の製造方法Ｂについて説明する。なお、＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明も＜無機粒子複合繊維の製造方法Ｂ＞の説明に準用される。なお、＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明を＜無機粒子複合繊維の製造方法Ｂ＞に準用する場合、「極性化学繊維」を「非極性化学繊維」と読み替えるものとする。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法は、非極性の化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む。上記構成とすることにより、定着剤を添加しなくとも、無機粒子と非極性の化学繊維（以下、「非極性化学繊維」と称する。）との無機粒子複合繊維を生成することができる。従って、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法によれば、非極性化学繊維に無機粒子の機能（例えば、難燃性、消臭・抗菌、放射線遮蔽性等）を効果的に付与することができる。
　さらに、上記構成とすることにより、叩解していない非極性化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を含む無機粒子複合繊維（高灰分量の無機粒子複合繊維）を製造することができる。より多くの無機粒子が複合化されている無機粒子複合繊維は、無機粒子に起因する特徴がより大きく生じるようになるため、所望の機能がより向上した無機粒子複合繊維を製造することができる。
　また、上記構成とすることにより、叩解していない非極性化学繊維を複合繊維の生成に使用した場合と比較して、無機粒子の複合化効率が向上するため、無機粒子複合繊維の製造における歩留りが向上する。
　なお、無機粒子の灰分量、被覆率については、＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明が準用される。
　〔Ｂ－１．叩解工程〕
　叩解工程では、非極性化学繊維を湿式又は乾式で叩解する。叩解工程における処理条件は、パルプ繊維を叩解する場合に通常適用される処理条件を非極性化学繊維を叩解する場合にも適用することができる。叩解の処理条件は、例えば、湿式の場合には、非極性化学繊維に水を加えて、スラリー中の非極性化学繊維の濃度を０．１重量％～５０重量％として叩解処理することが好ましく、スラリー中の非極性化学繊維の濃度を０．３重量％～４０重量％として処理することがより好ましく、０．５重量％～３０重量％として処理することがさらに好ましい。
　通常、パルプ繊維に対して叩解を行う場合、叩解後のパルプ繊維では、叩解前と比較して、繊維の切断、フィブリル化、濾水度の低下等の物理的な変化が生じることが知られている。しかし、本発明の方法における叩解工程は、非極性化学繊維を機械的に処理するという行為が重要であるので、この機械的な処理の結果として、叩解工程後の非極性化学繊維に前述のような物理的な変化が生じているか否かは特に問わない。つまり、叩解工程後の非極性化学繊維に、繊維形状の変化、繊維の切断、フィブリル化、濾水度の低下等の物理的な変化が生じていてもよく、表面上は顕著な変化が生じていなくてもよい。例えば、後述する実施例では、非極性のポリプロピレン繊維を叩解しているが、電子顕微鏡レベルで観察した場合に、叩解工程後には、折れ曲がったり、一部がささくれ立ったり、表面の凸凹が増加していた。このように、叩解によって非極性化学繊維の表面積が増加することにより無機粒子を複合化できる面積が増加するため好ましい。
　本発明の一態様において、非極性化学繊維として、叩解によって水持ちが変わり得る繊維（例えば、ポリプロピレン繊維等）を選択する場合、叩解工程では、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定したカナダ標準濾水度（Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｒｅｅｎｅｓｓ：ＣＳＦ）が所定の数値となるように叩解すればよい。叩解によって繊維の形状変化（例えば、フィブリル化）が進むにつれて繊維の水切れ状態が低下し、濾水度は低くなる。複合繊維の合成に使用する非極性化学繊維の濾水度は特に制限されないため、叩解工程では、未叩解の非極性化学繊維の濾水度未満の濾水度となるように叩解を行えばよい。
　好ましい一態様において、叩解工程では、非極性化学繊維を、カナダ標準濾水度（ＣＳＦ）が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下の範囲になるように叩解する。好ましい一態様において、カナダ標準濾水度が５０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下、より好ましくは１００ｍＬ以上、８００ｍＬ以下、とりわけ好ましくは１５０ｍＬ以上、８００ｍＬ以下となるように叩解する。カナダ標準濾水度が８３５ｍＬ以下となるように、非極性化学繊維を叩解することによって、非極性化学繊維の形状を変化させることができる。また、非極性化学繊維を叩解することによって、形状の変化のみならず、表面積を増加させることができる場合もある。カナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上となるように非極性化学繊維を叩解することによって、得られる複合繊維の水切れが良好となるため、そのような複合繊維は取扱い性に優れる。
　上記のＣＳＦの範囲内で、叩解前後の非極性化学繊維のＣＳＦの変化量を表すΔＣＳＦ（ｍＬ）が、所定の数値となるように叩解することが好ましい。ここで、ΔＣＳＦは、叩解工程前の非極性化学繊維のＣＳＦから叩解工程後の非極性化学繊維のＣＳＦの濾水度を減じた値として表すことができ、下記式（Ｂ－１）から算出される：
　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝（叩解工程前の非極性化学繊維のＣＳＦ）－（叩解工程後の非極性化学繊維のＣＳＦ）・・・（Ｂ－１）
　好ましい一態様において、前記叩解工程では、ΔＣＳＦが、好ましくは５ｍＬ以上、より好ましくは１０ｍＬ以上、さらに好ましくは１５ｍＬ以上となるように、非極性化学繊維を叩解することが好ましい。ΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、非極性化学繊維を叩解することによって、非極性化学繊維の形状を変化させることができる。また、非極性化学繊維を叩解することによって、形状の変化のみならず、表面積を増加させることができる場合もある。
　なお、ここに記載した事項以外の叩解方法、叩解機、各種助剤、バッチ式及び連続式の叩解、複合繊維生成工程において、複数種類の原料物質を反応させて無機粒子を合成する場合に関しては、＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明が準用される。
　〔Ｂ－２．複合繊維生成工程〕
　複合繊維生成工程は、非極性化学繊維と無機粒子との複合繊維を生成する工程である。複合繊維生成工程では、前記叩解工程後の非極性化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成することによって、無機粒子複合繊維を生成する。好ましい一態様において、複合繊維生成工程では、前記叩解工程後にカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下となった非極性化学繊維を使用して、複合繊維を生成する。
　（非極性化学繊維）
　化学繊維（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ）は、化学的なプロセスによって製造された繊維全般を指す。具体的には、従来公知の、合成繊維、再生繊維（半合成繊維）が挙げられる。極性化学繊維は、極性を有さない化学繊維であれば特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。非極性化学繊維としては、例えば、分子中に極性基（例えば、ヒドロキシル基（－ＯＨ）、カルボキシル基（－ＣＯＯＨ）、アミノ基（－ＮＨ２）、アルデヒド基、リン酸基、ウレア基、スルホ基、ニトロ基、アミド基、シアノ基、カルボニル基（－ＣＯＯ－）、エーテル基（－Ｏ－）、シラノール基等）を有していない繊維、及び非極性基（炭化水素等）で表面が修飾されている合成繊維（極性の合成繊維の表面がこれらの官能基で修飾されているものも含む）が挙げられる。
　非極性化学繊維の具体例としては、例えば、ポリオレフィン繊維を挙げることができる。ポリオレフィン繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等を挙げることができる。また、一般に「ポリオレフィン繊維」の名称で市販される繊維も好適に用いることができる。
　好ましい一態様において、非極性化学繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、またはポリエチレン繊維である。これらの非極性化学繊維は（特に、ポリプロピレン繊維は）、軽量であり、且つ引張強度及び耐薬性に優れ、安価であることから、不織布の材料として好適に採用することができる。このため、例えば、高灰分量のポリプロピレン繊維の複合繊維を製造することができれば有用である。
　以上に例示した繊維については単独でも２種類以上の組み合わせで用いてもよい。
　なお、ここに記載した事項以外の無機粒子、無機粒子の合成方法、複合化する非極性化学繊維の繊維長、複合繊維生成工程において用いるスラリーに含まれている非極性化学繊維の量、複合繊維生成工程におけるスラリー中のその他の物質については＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明が準用される。
　＜無機粒子複合繊維Ｂ＞
　本発明に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造した無機粒子複合繊維Ｂも本発明の範囲に含まれる。非極性化学繊維と無機粒子との無機粒子複合繊維では、単に非極性化学繊維と無機粒子とが混在しているのではなく、水素結合等によって非極性化学繊維と無機粒子とが複合化していることにより、無機粒子が非極性化学繊維から脱落し難い。このような複合繊維は、無機粒子の歩留まりが高く、高灰分であっても粉落ちが抑制されているため、各種用途に好適に使用することができる。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造された無機粒子複合繊維は、従来の方法では得られなかった高灰分の非極性化学繊維の複合繊維となり得る。
例えば、本発明の一態様において製造される無機粒子複合繊維Ｂは、灰分（重量％）が、５重量％以上、さらには１０重量％以上の非極性化学繊維の無機粒子複合繊維となり得る。
　さらに、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造された無機粒子複合繊維は、従来の方法では得られなかった高被覆率の非極性化学繊維の複合繊維となり得る。例えば、本発明の一態様において製造される無機粒子複合繊維Ｂは、無機粒子による繊維の被覆率（面積率）（面積％）が、１５面積％以上、さらには２０面積％以上の非極性化学繊維の無機粒子複合繊維となり得る。
　さらに、本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造された無機粒子複合繊維Ｂは、無機粒子の複合率が向上しているため、このような無機粒子複合繊維を抄紙してシート化する場合の歩留りを向上させることができる。その結果、シートの製造速度（例えば、抄紙機のワイヤスピード）を向上させることができる。
　一つの好ましい態様において、無機粒子複合繊維Ｂは、無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下である非極性の化学繊維との複合繊維である。
　一つの好ましい態様において、無機粒子複合繊維Ｂは、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維から成る群より選択される１種以上の非極性の化学繊維の無機粒子複合繊維Ｂである。前記「ポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維」に含まれている前記「ポリオレフィン」としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンであってもよい。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造した無機粒子複合繊維Ｂを含む前記物品も本発明の範囲に含まれる。また、前記物品の製造のための前記無機粒子複合繊維Ｂの使用も本発明の範囲に含まれる。
　なお、無機粒子複合繊維の製造方法Ｂによって製造した無機粒子複合繊維Ｂの用途については、＜無機粒子複合繊維の製造方法Ａ＞の説明が準用される。
　〔まとめ〕
　本発明は、これに制限されるものでないが、以下の発明を包含する。
（１）化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む、無機粒子複合繊維の製造方法。
（２）前記化学繊維は、極性の化学繊維である、（１）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（３）前記無機粒子複合繊維は、前記無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下である前記化学繊維との複合繊維である、（２）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（４）前記叩解工程では、下記式（Ａ－１）から算出されるΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、前記化学繊維を叩解する、（２）又は（３）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法：
　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝叩解工程前の極性の化学繊維のカナダ標準濾水度－叩解工程後の極性の化学繊維のカナダ標準濾水度・・・（Ａ－１）
（前記式（Ａ－１）において、前記カナダ標準濾水度は、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した値である）。
（５）前記化学繊維は、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、（２）～（４）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（６）前記化学繊維は、非極性の化学繊維である、（１）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（７）前記無機粒子複合繊維は、前記無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下である前記化学繊維との複合繊維である、（６）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（８）前記叩解工程では、下記式（Ｂ－１）から算出されるΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、前記化学繊維を叩解する、（６）又は（７）に記載の無機粒子複合繊維の製造方法：
　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝叩解工程前の非極性の化学繊維のカナダ標準濾水度－叩解工程後の非極性の化学繊維のカナダ標準濾水度・・・（Ｂ－１）
（前記式（Ｂ－１）において、前記カナダ標準濾水度は、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した値である）。
（９）前記化学繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、（６）～（８）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１０）前記無機粒子の少なくとも一部に、カルシウム、ケイ酸、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、チタン、銅、銀、亜鉛、白金、鉄、パラジウム及びジルコニウムから成る群より選択される１種以上を含む、（１）～（９）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１１）前記無機粒子複合繊維中の前記無機粒子の平均一次粒子径が５μｍ以下である、（１）～（１０）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１２）前記無機粒子複合繊維は、前記化学繊維の表面の１５面積％以上が前記無機粒子で覆われている、（１）～（１１）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１３）前記無機粒子複合繊維中の前記化学繊維と前記無機粒子との重量比が、５／９５～９５／５である、（１）～（１２）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１４）前記複合繊維生成工程では、複数種類の原料物質を反応させて前記無機粒子を合成し、前記叩解工程では、前記複合繊維生成工程において前記無機粒子を合成するために使用する前記複数種類の原料物質の内の一部の種類の原料物質の存在下で、前記化学繊維を叩解する、（１）～（１３）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
（１５）無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下である極性の化学繊維との無機粒子複合繊維。
（１６）前記化学繊維は、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、（１５）に記載の無機粒子複合繊維。
（１７）無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下である非極性の化学繊維との無機粒子複合繊維。
（１８）前記化学繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、（１７）に記載の無機粒子複合繊維。
（１９）前記無機粒子の少なくとも一部に、カルシウム、ケイ酸、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、チタン、銅、銀、亜鉛、白金、鉄、パラジウム及びジルコニウムから成る群より選択される１種以上を含む、（１５）～（１８）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維。
（２０）前記無機粒子複合繊維中の前記無機粒子の平均一次粒子径が５μｍ以下である、（１５）～（１９）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維。
（２１）前記無機粒子複合繊維は、前記化学繊維の表面の１５面積％以上が前記無機粒子で覆われている、（１５）～（２０）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維。
（２２）前記無機粒子複合繊維中の前記化学繊維と前記無機粒子との重量比が、５／９５～９５／５である、（１５）～（２１）のいずれか１つに記載の無機粒子複合繊維。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
　〔実施例Ａ－１：硫酸バリウムと極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　極性化学繊維として、リヨセル（登録商標）（ＬＥＮＺＩＮＧ社製、繊維長４ｍｍ）を用いた。リヨセル（登録商標）を含むスラリー（繊維濃度：１重量％、固形分２００ｇ）と水酸化バリウム八水和物（和光純薬、３６８ｇ）をナイアガラビーター（熊谷理機工業製）に供して、水酸化バリウムの存在下で、室温で約１０分間、リヨセル（登録商標）を叩解した。
　叩解後のリヨセル（登録商標）のカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）をＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した。その結果、叩解後のリヨセル（登録商標）のＣＳＦは、７４８ｍＬであった。これに対して、未叩解のリヨセル（登録商標）のＣＳＦは、７６９ｍＬであった。叩解前のＣＳＦから叩解後のＣＳＦを減じたΔＣＳＦは、２１ｍＬであった。
　また、レーザー顕微鏡で繊維の形状を観察した結果、図１に示すように、叩解前は直線型であった繊維が（図１の（ａ））、叩解後は短く切断され、所々折れ曲がった形状になっていた。さらに外部フィブリルが多く発生していることが確認された（図１の（ｂ））。
　叩解後のスラリー５００ｇを１Ｌ容のプラスチックカップに移し、スリーワンモーターで６００ｒｐｍの速度で撹拌しながら硫酸（和光純薬、５％水溶液）を１．２ｇ／ｍｉｎでｐＨが７になるまで滴下した（硫酸滴下前のｐＨは１２．８）。滴下終了後、そのまま３０分間撹拌を継続して実施例Ａ－１の複合繊維のスラリーを得た。以上のように、実施例Ａ－１では、硫酸バリウムとリヨセル（登録商標）との複合繊維が合成されている。
　〔実施例Ａ－２：硫酸バリウムと極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　極性化学繊維としてポリエステル繊維（ＥＰ０４３、クラレ社製）を用いた以外は、実施例Ａ－１と同じ方法で、実施例Ａ－２の複合繊維のスラリーを得た。
　叩解後のポリエステル繊維のＣＳＦ測定した結果、叩解後のポリエステル繊維のＣＳＦは、７５２ｍＬであった。これに対して、未叩解のポリエステル繊維のＣＳＦは、７７３ｍＬであった。叩解前のＣＳＦから叩解後のＣＳＦを減じたΔＣＳＦは、２１ｍＬであった。
　また、レーザー顕微鏡で繊維の形状を観察した結果、図２に示すように、叩解前は直線型であった繊維（図２の（ａ））が、叩解後は所々折れ曲がったり押しつぶされたりした形状に変化したことが確認された（図２の（ｂ））。叩解後のポリエステル繊維にはフィブリルは発生していなかったが、叩解後にＣＳＦが低下した一因として、叩解によって繊維の構造が軟化して保水性が上がったことが考えられた。また、レーザー顕微鏡での観察結果から、形状が直線型から折れ曲がり型に変化していたことから、繊維の形状の変化により、繊維同士の絡み合いが多くなり、濾水度が高くなったためであると考えられた。
　〔実施例Ａ－３：硫酸バリウムと極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　ポリエステル繊維の叩解時には水酸化バリウムを添加せず、叩解後、反応容器にポリエステル繊維（５００ｇ）を移して水酸化バリウム八水和物（和光純薬、９．２ｇ）を加え、３０分間スリーワンモーター（６００ｒｐｍ）にて撹拌した。その後は、実施例Ａ－２と同じ方法で実施例Ａ－３の複合繊維のスラリーを得た。
　〔比較例Ａ－１：硫酸バリウムと極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　リヨセル（登録商標）を叩解しなかったこと以外は、実施例Ａ－１と同じ方法で、比較例Ａ－１の複合繊維のスラリーを得た。
　〔比較例Ａ－２：硫酸バリウムと極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　ポリエステル繊維を叩解しなかったこと以外は、実施例Ａ－２と同じ方法で、比較例Ａ－２の複合繊維のスラリーを得た。
　≪複合繊維の評価≫
　得られた複合繊維をエタノールで洗浄後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、複合繊維の表面を観察した。結果を図３～図５に示す。図３は、実施例Ａ－１及び比較例Ａ－１において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、図４は、実施例Ａ－２及び比較例Ａ－２において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。図３及び図４において、（ａ）は比較例の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は比較例の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図であり、（ｃ）は実施例の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｄ）は実施例の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。
　また、図５は、実施例Ａ－３において作製した複合繊維の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図であり、（ａ）は実施例の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は実施例の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。
　≪結果Ａ－１：実施例Ａ－１及び比較例Ａ－１≫
　図３に示す通り、観察の結果、実施例Ａ－１の複合繊維及び比較例Ａ－１の複合繊維のどちらも、繊維の表面は無機物質によって覆われており、無機物質が繊維に自己定着している様子が観察された。繊維に定着している無機粒子の多くは板状であり、サイズが小さいものは不定形の粒子として観察された。また、観察の結果見積もられた無機粒子の一次粒子径は５０～３００ｎｍであり、平均一次粒子径は、約１５０ｎｍであった。実施例Ａ－１の複合繊維では、比較例Ａ－１の複合繊維と比較して、叩解によるフィブリルの増加が認められた。
　得られた複合繊維について、無機粒子によるリヨセル（登録商標）の被覆率（面積率）をＳＥＭによる観察によって測定した。その結果、実施例Ａ－１の複合繊維では、被覆率は２０面積％であった。一方、比較例Ａ－１の複合繊維では、被覆率は１５面積％であった。
　得られた複合繊維について、繊維：無機粒子の重量比を測定した。重量比（灰分）は、動的濾水度試験器（ＤＤＡ、Ａｂ　Ａｋｒｉｂｉ　Ｋｅｍｉｋｏｎｓｕｌｔｅｒ社製）を用いて、複合繊維スラリー（固形分換算で０．５ｇ）を８００ｒｐｍで撹拌後、０．３ｂａｒの圧力で強制脱水することによってシート化した後、残渣をオーブンで乾燥し（１０５℃、２時間）、さらに５２５℃で有機分を燃焼させ、燃焼前後の重量から算出した。その結果、実施例Ａ－１の複合繊維では、繊維：無機粒子の重量比は、８６：１４であった（灰分：１４重量％）。これに対して、比較例Ａ－１の複合繊維では、繊維：無機粒子の重量比は、９１：９であった（灰分：９重量％）。
　以上の結果から、叩解工程を経たリヨセル（登録商標）を複合繊維の合成に使用することによって、叩解工程を経ていないリヨセル（登録商標）を複合繊維の合成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を付着させた複合繊維を製造し得ることが明らかになった。
　≪結果Ａ－２：実施例Ａ－２及び比較例Ａ－２≫
　図４に示す通り、観察の結果、実施例Ａ－２の複合繊維及び比較例Ａ－２の複合繊維のどちらも、繊維の表面は無機物質によって覆われており、無機物質が繊維に自己定着している様子が観察された。繊維に定着している無機粒子の多くは板状であり、サイズが小さいものは不定形の粒子として観察された。また、観察の結果見積もられた無機粒子の一次粒子径は５０～３００ｎｍであり、平均一次粒子径は、約１５０ｎｍであった。実施例Ａ－２の複合繊維では、比較例Ａ－２の複合繊維と比較して、叩解によるフィブリルの増加は認められなかった。
　得られた複合繊維について、無機粒子による繊維の被覆率（面積率）は、実施例Ａ－２の複合繊維では、被覆率は８５面積％であった。一方、比較例Ａ－２の複合繊維では、被覆率は１０面積％であった。
　また、繊維：無機粒子の重量比は、実施例Ａ－２の複合繊維では、９１：９であった（灰分：９重量％）。これに対して、比較例Ａ－２の複合繊維では、繊維：無機粒子の重量比は、９６：４であった（灰分：４重量％）。
　以上の結果から、叩解工程を経たポリエステル繊維を複合繊維の合成に使用することによって、叩解工程を経ていないポリエステル繊維を複合繊維の合成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を付着させた複合繊維を製造し得ることが明らかになった。
　≪結果Ａ－３：実施例Ａ－３≫
　図５に示す通り、観察の結果、実施例Ａ－３の複合繊維の表面は無機物質によって覆われており、無機物質が繊維に自己定着している様子が観察された。繊維に定着している無機粒子の多くは板状であり、サイズが小さいものは不定形の粒子として観察された。また、観察の結果見積もられた無機粒子の一次粒子径は５０～３００ｎｍであり、平均一次粒子径は、１５０ｎｍであった。
　実施例Ａ－３の複合繊維について、無機粒子による繊維の被覆率（面積率）は、７５面積％であった。また、繊維：無機粒子の重量比は、実施例Ａ－３の複合繊維では、９５：６であった（灰分：６重量％）。
　以上の結果から、水酸化バリウムの非存在下で、ポリエステル繊維を叩解してから、複合繊維を合成した場合にも、叩解工程を経ていないポリエステル繊維を複合繊維の合成に使用した場合（比較例Ａ－２）と比較して、より多くの無機粒子を付着させた複合繊維を製造し得ることが明らかになった。
　〔実施例Ｂ－１：硫酸バリウムと非極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　非極性化学繊維として、ポリプロピレン繊維（トーア紡マテリアル製、繊維長６ｍｍ）を用いた。ポリプロピレン繊維を含むスラリー（繊維濃度：０．６重量％、固形分１２０ｇ）をナイアガラビーター（熊谷理機工業製）に供して、室温で約１０分間叩解した。
　叩解後のポリプロピレン繊維のカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）をＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した。その結果、叩解後のポリプロピレン繊維のＣＳＦは、７７６ｍＬであった。これに対して、未叩解のポリプロピレン繊維のＣＳＦは、８４１ｍＬであった。叩解前のＣＳＦから叩解後のＣＳＦを減じたΔＣＳＦは、６５ｍＬであった。
　また、レーザー顕微鏡で繊維の形状を観察した結果、図６に示すように、叩解前は直線型であった繊維が（図６の（ａ））、叩解後は短く切断され、所々折れ曲がったり押しつぶされたりした形状に変化したことが確認された（図６の（ｂ））。叩解後のポリプロピレン繊維にはフィブリルは発生していなかったが、叩解後にＣＳＦが低下した一因として、叩解によって繊維の構造が軟化して保水性が上がったことが考えられた。また、レーザー顕微鏡での観察結果から、形状が直線型から折れ曲がり型に変化していたことから、繊維の形状の変化により、繊維同士の絡み合いが多くなり、濾水度が高くなったためであると考えられた。
　叩解後のスラリー８３０ｍＬを１Ｌ容のプラスチックカップに移し、水酸化バリウム（９．２ｇ、和光純薬）を加えた後、スリーワンモーターで６００ｒｐｍの速度で撹拌しながら硫酸（和光純薬、５％水溶液）を１．２ｇ／ｍｉｎでｐＨが７になるまで滴下した（硫酸滴下前のｐＨは１２．８）。滴下終了後、そのまま３０分間撹拌を継続して実施例Ｂ－１の複合繊維のスラリーを得た。以上のように、実施例Ｂ－１では、硫酸バリウムとポリプロピレン繊維との複合繊維が合成されている。
　〔比較例Ｂ－１：硫酸バリウムと非極性化学繊維との複合繊維の合成〕
　ポリプロピレン繊維を叩解しなかったこと以外は、実施例Ｂ－１と同じ方法で、比較例Ｂ－１の複合繊維のスラリーを得た。
　≪複合繊維の評価≫
　得られた複合繊維をエタノールで洗浄後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、複合繊維の表面を観察した。結果を図７に示す。（ａ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率５００倍で観察した結果を示す図であり、（ｂ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｃ）は比較例Ｂ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図であり、（ｄ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率５００倍で観察した結果を示す図であり、（ｅ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率３０００倍で観察した結果を示す図であり、（ｆ）は実施例Ｂ－１の複合繊維を倍率１００００倍で観察した結果を示す図である。
　≪結果Ｂ－１：実施例Ｂ－１及び比較例Ｂ－１≫
　図７に示す通り、観察の結果、実施例Ｂ－１の複合繊維及び比較例Ｂ－１の複合繊維のどちらも、繊維の表面は無機物質によって覆われており、無機物質が繊維に自己定着している様子が観察された。繊維に定着している無機粒子の多くは不定形の粒子として観察された。また、観察の結果見積もられた無機粒子の一次粒子径は５０～３００ｎｍであり、平均一次粒子径は、約１５０ｎｍであった。実施例Ｂ－１の複合繊維では、比較例Ｂ－１の複合繊維と比較して、叩解による繊維表面の凹凸やささくれが認められた。
　得られた複合繊維について、無機粒子によるポリプロピレン繊維の被覆率（面積率）をＳＥＭによる観察によって測定した。その結果、実施例Ｂ－１の複合繊維では、被覆率は７０面積％であった。一方、比較例Ｂ－１の複合繊維では、被覆率は１０面積％であった。
　得られた複合繊維について、繊維：無機粒子の重量比を測定した。重量比（灰分）は、動的濾水度試験器（ＤＤＡ、Ａｂ　Ａｋｒｉｂｉ　Ｋｅｍｉｋｏｎｓｕｌｔｅｒ社製）を用いて、複合繊維スラリー（固形分換算で０．５ｇ）を８００ｒｐｍで撹拌後、０．３ｂａｒの圧力で強制脱水することによってシート化した後、残渣をオーブンで乾燥し（１０５℃、２時間）、さらに５２５℃で有機分を燃焼させ、燃焼前後の重量から算出した。その結果、実施例Ｂ－１の複合繊維では、繊維：無機粒子の重量比は、９０：１０であった（灰分：１０重量％）。これに対して、比較例Ｂ－１の複合繊維では、繊維：無機粒子の重量比は、９６：４であった（灰分：４重量％）。
　以上の結果から、叩解工程を経たポリプロピレン繊維を複合繊維の合成に使用することによって、叩解工程を経ていないポリプロピレン繊維を複合繊維の合成に使用した場合と比較して、より多くの無機粒子を付着させた複合繊維を製造し得ることが明らかになった。
　本発明の一態様に係る無機粒子複合繊維の製造方法によれば、より多くの無機物を付着させた繊維を製造することができる。従って、本発明の無機粒子複合繊維の製造方法Ａ及び無機粒子複合繊維Ａの一態様は、無機粒子の機能（難燃性、消臭・抗菌性、放射線遮蔽性等）を付与した繊維（特に、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維のような極性化学繊維）を用いる各種分野に好適に利用することができる。また、本発明の無機粒子複合繊維の製造方法Ｂ及び無機粒子複合繊維Ｂの一態様は、無機粒子の機能（難燃性、消臭・抗菌性、放射線遮蔽性等）を付与した繊維（特に、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維）を用いる各種分野に好適に利用することができる。

Claims (22)

  1. 　化学繊維を湿式又は乾式で叩解する叩解工程と、
    　前記叩解工程後の前記化学繊維を含むスラリー中で無機粒子を合成する、前記化学繊維と前記無機粒子との複合繊維を生成する複合繊維生成工程と、を含む、無機粒子複合繊維の製造方法。
  2. 　前記化学繊維は、極性の化学繊維である、請求項１に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  3. 　前記無機粒子複合繊維は、前記無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下である前記化学繊維との複合繊維である、請求項２に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  4. 　前記叩解工程では、下記式（Ａ－１）から算出されるΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、前記化学繊維を叩解する、請求項２又は３に記載の無機粒子複合繊維の製造方法：
    　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝叩解工程前の極性の化学繊維のカナダ標準濾水度－叩解工程後の極性の化学繊維のカナダ標準濾水度・・・（Ａ－１）
    （前記式（Ａ－１）において、前記カナダ標準濾水度は、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した値である）。
  5. 　前記化学繊維は、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、請求項２～４のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  6. 　前記化学繊維は、非極性の化学繊維である、請求項１に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  7. 　前記無機粒子複合繊維は、前記無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下である前記化学繊維との複合繊維である、請求項６に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  8. 　前記叩解工程では、下記式（Ｂ－１）から算出されるΔＣＳＦが５ｍＬ以上となるように、前記化学繊維を叩解する、請求項６又は７に記載の無機粒子複合繊維の製造方法：
    　　ΔＣＳＦ（ｍＬ）＝叩解工程前の非極性の化学繊維のカナダ標準濾水度－叩解工程後の非極性の化学繊維のカナダ標準濾水度・・・（Ｂ－１）
    （前記式（Ｂ－１）において、前記カナダ標準濾水度は、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づき測定した値である）。
  9. 　前記化学繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、請求項６～８のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  10. 　前記無機粒子の少なくとも一部に、カルシウム、ケイ酸、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、チタン、銅、銀、亜鉛、白金、鉄、パラジウム及びジルコニウムから成る群より選択される１種以上を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  11. 　前記無機粒子複合繊維中の前記無機粒子の平均一次粒子径が５μｍ以下である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  12. 　前記無機粒子複合繊維は、前記化学繊維の表面の１５面積％以上が前記無機粒子で覆われている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  13. 　前記無機粒子複合繊維中の前記化学繊維と前記無機粒子との重量比が、５／９５～９５／５である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  14. 　前記複合繊維生成工程では、複数種類の原料物質を反応させて前記無機粒子を合成し、
    　前記叩解工程では、前記複合繊維生成工程において前記無機粒子を合成するために使用する前記複数種類の原料物質の内の一部の種類の原料物質の存在下で、前記化学繊維を叩解する、請求項１～１３のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維の製造方法。
  15. 　無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、７６０ｍＬ以下である極性の化学繊維との無機粒子複合繊維。
  16. 　前記化学繊維は、再生セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維及びアクリル繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、請求項１５に記載の無機粒子複合繊維。
  17. 　無機粒子と、ＪＩＳ　Ｐ　８１２１：１９９５に基づくカナダ標準濾水度が１０ｍＬ以上、８３５ｍＬ以下である非極性の化学繊維との無機粒子複合繊維。
  18. 　前記化学繊維は、ポリオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びポリオレフィンの構造を一部含む合成繊維から成る群より選択される１種以上の化学繊維である、請求項１７に記載の無機粒子複合繊維。
  19. 　前記無機粒子の少なくとも一部に、カルシウム、ケイ酸、マグネシウム、バリウム、アルミニウム、チタン、銅、銀、亜鉛、白金、鉄、パラジウム及びジルコニウムから成る群より選択される１種以上を含む、請求項１５～１８のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維。
  20. 　前記無機粒子複合繊維中の前記無機粒子の平均一次粒子径が５μｍ以下である、請求項１５～１９のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維。
  21. 　前記無機粒子複合繊維は、前記化学繊維の表面の１５面積％以上が前記無機粒子で覆われている、請求項１５～２０のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維。
  22. 　前記無機粒子複合繊維中の前記化学繊維と前記無機粒子との重量比が、５／９５～９５／５である、請求項１５～２１のいずれか１項に記載の無機粒子複合繊維。
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