不織布製造装置及び不織布の製造方法
【課題】 簡素な装置で、繊維径の小さい繊維からなる不織布を製造できる装置、及び前記不織布製造装置を用いる不織布の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の不織布製造装置は、（イ）紡糸液を吐出できる円形の液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できる液吐出部に近接した円形のガス吐出部１箇所とを有し、紡糸液とガスを平行に吐出できる紡糸装置、（ロ）前記紡糸装置から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、を備えている。本発明の不織布の製造方法は前記不織布製造装置を用いる方法である。
【解決手段】 本発明の不織布製造装置は、（イ）紡糸液を吐出できる円形の液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できる液吐出部に近接した円形のガス吐出部１箇所とを有し、紡糸液とガスを平行に吐出できる紡糸装置、（ロ）前記紡糸装置から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、を備えている。本発明の不織布の製造方法は前記不織布製造装置を用いる方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不織布製造装置及び不織布の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、不織布を構成する繊維の繊維径は小さいのが好ましい。このような繊維径の小さい繊維からなる不織布の製造方法として、紡糸液をノズルから吐出するとともに、吐出した紡糸液に電界を作用させて紡糸液を延伸し、細径化した後に捕集体上に直接捕集して不織布とする、いわゆる静電紡糸法が知られている。この静電紡糸法によれば、平均繊維径１μｍ以下の繊維からなる不織布を製造することができる。この静電紡糸法は紡糸液に電界を作用させるために、ノズル又は捕集体に高電圧を印加する必要があるため、装置が複雑になるばかりでなく、エネルギー的に無駄であった。
【０００３】
このような点を改良できる紡糸装置として、図２に示すような「圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する装置は、平行な間隔を設けた第１（１２）、第２（２２）及び第３（３２）部材を含み、各々は、供給端部（１４，２４，３４）及び対向出口端部（１６，２６，３６）を有する。第２部材（２２）は第１部材（１２）に隣接する。第２部材（２２）の出口端部（２６）は、第１部材（１２）の出口端部（１６）を越えて延びる。第１（１２）及び第２（２２）部材は、第１供給スリット（１８）を画成する。第３部材（３２）は、第１部材（１２）の第２部材（２２）から反対側で第１部材（１２）に隣接して位置する。第１（１２）及び第３（３２）部材は第１ガススリット（３８）を画成し、第１（１２）、第２（２２）及び第３（３２）部材の出口端部（１６，２６，３６）はガスジェット空間（２０）を画成する。圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する方法も含まれる。」ことが提案されている（特許文献１）。この装置は高電圧を印加する必要がないため、前述の問題点を解決できるものである。しかしながら、この装置においては平板状の第１、第２及び第３部材を平行に設けていることから、シート状の紡糸液に対して圧縮ガスを作用させることになり、繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものとなり、繊維形状にできたとしても太い繊維しか形成できないものであると考えられた。
【０００４】
同様の紡糸装置として、「センターチューブ、センターチューブに同心状かつ離間して位置する第１供給チューブ、第１供給チューブに同心状かつ離間して位置する中間ガスチューブ、中間ガスチューブに同心状かつ離間して位置する第２供給チューブを備え、センターチューブと第１供給チューブは第１環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第１供給チューブは第２環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第２供給チューブは第３環状コラムを形成し、第１ガスジェット空間がセンターチューブと第１供給チューブの下流側端部に形成され、第２ガスジェット空間が中間ガスチューブと第２供給チューブの下流側端部に形成されるように位置している、圧縮ガスを用いるナノファイバー製造装置。」が提案されている（特許文献２）。この製造装置も高電圧を印加する必要がないため、前述の問題点を解決できるものである。しかしながら、この装置においても、環状に吐出された紡糸液に対してガスジェットを作用させるため、紡糸が不安定で繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものであった。
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５１５３１６号公報（要約、表１など）
【特許文献２】米国特許第６５２０４２５号公報（要約、図２など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な装置で、繊維径の小さい繊維からなる不織布を製造できる装置、及び前記不織布製造装置を用いる不織布の製造方法を提供することを目的とする。また、生産性良く不織布を製造できる不織布製造装置、及び不織布の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１にかかる発明は、「（イ）紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する、次の条件を満足する紡糸装置、（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する、（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する、（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している、（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である、（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる、（ロ）前記紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。」である。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる発明は、「請求項１に記載の不織布製造装置を用いる、不織布の製造方法。」である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとは近接しており、平行であり、しかも紡糸液にはガスおよび随伴気流による剪断力が１本の直線状に作用するため、細径化した繊維を紡糸できるものである。なお、紡糸液に高電圧を印加する必要がなく、また、紡糸液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。更には、紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置を備えているため、不織布の生産性を高めるために紡糸液の吐出量を多くしたとしても、繊維化せずに液滴の状態のまま捕集されることがないため、生産性良く不織布を製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、前記不織布製造装置を用いる不織布の製造方法であるため、繊維径の小さい繊維からなる不織布を生産性良く製造できる、簡素かつエネルギー的に有利な方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ） 紡糸装置の先端部を拡大した斜視図 （ｂ） 平面Ｃでの切断図
【図２】従来の紡糸装置の断面図
【図３】比較例１において使用した液吐出ノズルとガス吐出ノズルの配置を表す横断面平面図
【図４】別の紡糸装置の先端部を拡大した斜視図
【図５】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例（図４のＣ平面での切断平面図） （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｄ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｅ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図６】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例 （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図７】本発明の不織布製造装置の模式的断面説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の不織布製造装置を構成する紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図１（ａ）、及び図１（ａ）におけるＣ平面切断図である図１（ｂ）をもとに説明する。
【００１３】
本発明の紡糸装置は紡糸液を吐出できる液吐出部Ｅｌを一方の端部に有する液吐出ノズルＮｌ１本と、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇ１本の外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側となる位置にある。なお、液吐出ノズルＮｌは液吐出部Ｅｌを端部とする液用柱状中空部Ｈｌを有しており、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌと前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、図１（ｂ）にガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面Ｃで切断した切断図を示すように、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形、液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外形ともに円形であり、これら外周間の距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態にある。
【００１４】
そのため、図１のような紡糸装置の液吐出ノズルＮｌに紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は液用柱状中空部Ｈｌを通り液吐出部Ｅｌから液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された紡糸液とは近接した状態にあり、ガスの吐出方向と紡糸液の吐出方向とは平行関係にあり、しかも平面Ｃ上、吐出されたガスと吐出された紡糸液とは最も近い点が１点、つまり、紡糸液は１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受けるため、細径化しながら液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に飛翔し、同時に紡糸液の溶媒が揮発して繊維化する。このように、図１の紡糸装置は紡糸液に高電圧を印加する必要がなく、紡糸液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。
【００１５】
液吐出ノズルＮｌは紡糸液を吐出できるものであれば良く、液吐出部Ｅｌの形状は特に限定するものではないが、液吐出部Ｅｌの形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。なお、液吐出部Ｅｌの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が１本の直線状となり、液滴を生じにくくなる。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１６】
また、液吐出部Ｅｌの大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜０．８ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難となり、液滴を生じやすくなる傾向があるためである。
【００１７】
なお、液吐出ノズルＮｌは金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。更に、図１においては、円柱状の液吐出ノズルＮｌを図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００１８】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではないが、ガス吐出部Ｅｇの形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を働きやすくするために、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を液吐出ノズルＮｌ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１９】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になる傾向があり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。なお、ガス吐出部Ｅｇの大きさは液吐出部Ｅｌの大きさと同じか、より大きいのが好ましい。ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすいためである。
【００２０】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。
【００２１】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、液吐出部周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると紡糸液に対するガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離の差の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとが一致していなければ良い。
【００２２】
液用柱状中空部Ｈｌは紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。
【００２３】
なお、液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌは液吐出部Ｅｌから吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、この距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００２４】
この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇのいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、様々な点にガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなるためである。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００２５】
更に、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行で、吐出された紡糸液に対して１本の直線状にガス及び随伴気流を作用させることができるため、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００２６】
本発明の紡糸装置はガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる（図１（ｂ））。このようなガス用柱状中空部から吐出されたガス及び随伴気流は、液用柱状中空部から吐出された紡糸液に対して、１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００２７】
なお、図１（ａ）には図示していないが、液吐出ノズルＮｌは紡糸液貯蔵装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）に接続されており、ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。
【００２８】
図１においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を高めることができる。
【００２９】
また、図１においては、液吐出ノズルＮｌとガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図１の態様に限定されない。例えば、段差を有する基材に対して液用柱状中空部Ｈｌとガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。また、液吐出ノズルＮｌの液吐出部Ｅｌ及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。
【００３０】
本発明の別の紡糸装置について、液吐出部２箇所とガス吐出部１箇所とを有する紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図４及び図４におけるＣ平面切断図である図５（ａ）をもとに説明する。
【００３１】
この紡糸装置は、紡糸液を吐出できる第１液吐出部Ｅｌ１を一方の端部に有する第１液吐出ノズルＮｌ１と、紡糸液を吐出できる第２液吐出部Ｅｌ２を一方の端部に有する第２液吐出ノズルＮｌ２とが、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇを挟むように外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも上流側となる位置にある。なお、第１液吐出ノズルＮｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１を端部とする第１液用柱状中空部Ｈｌ１を有し、第２液吐出ノズルＮｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２を端部とする第２液用柱状中空部Ｈｌ２を有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形が円形であり、液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外形がいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態にある（図５（ａ）参照）。
【００３２】
そのため、図４のような紡糸装置の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２に紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２をそれぞれ通り、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２から第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された各紡糸液とはいずれも近接した状態にあり、各液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと各吐出紡糸液の中心軸Ａｌ１、Ａｌ２とがいずれも平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された紡糸液とは、いずれの組み合わせにおいても最も近い点が１箇所であることから、つまりいずれの紡糸液も１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ飛翔し、同時に紡糸液の溶媒が揮発して繊維化する。このように、図４の紡糸装置は各紡糸液に高電圧を印加する必要がないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。しかも、１つのガス流によって、２つの紡糸液を紡糸して繊維化することができ、ガス量を減らすことができるため、繊維の飛散を抑制して地合いの均一な不織布を生産性良く製造できる。なお、ガス量を減らすことができ、吸引装置を大型化する必要がないことからもエネルギー的に有利である。また、吸引力を強くする必要がないため、厚さの薄い不織布から厚い不織布まで製造することができる。
【００３３】
第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液を吐出できるものであれば良く、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。なお、第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２の外形は同じ外形であっても良いし、異なる外形であっても良いが、いずれも円形であるのが好ましい。
【００３４】
第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線（図５（ａ）〜（ｅ）におけるＬ１、Ｌ２）を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である（図５（ｅ）参照）。
【００３５】
また、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の大きさも特に限定するものではないが、いずれも０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。
【００３６】
なお、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。更に、図４においては、円柱状の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２を図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００３７】
なお、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ１と第２液吐出ノズルＮｌ２の２本について図示しているが、液吐出ノズルは２本である必要はなく、３本以上であっても良い（図６参照）。この液吐出ノズルの本数が多ければ多いほど、ガスを効率的に使用し、生産性良く不織布を製造することができる。
【００３８】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して各液吐出部をどのように配置しても、各液吐出部から吐出された各紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を第１液吐出ノズルＮｌ１側となり、もう１つの角が第２液吐出ノズルＮｌ２側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態となるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置する（図５（ｃ）〜（ｄ）参照）と、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００３９】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された各紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になる傾向があり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００４０】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。
【００４１】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２よりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２におけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２との距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２とが一致していなければ良い。
【００４２】
なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は同じであっても異なっていても良いが、同じであると、各紡糸液に対して同程度の剪断力を作用させることができ、安定して紡糸できるため好適である。
【００４３】
第１液用柱状中空部Ｈｌ１及び第２液用柱状中空部Ｈｌ２は紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を各紡糸液に十分に作用させることができ、繊維化することができる。
【００４４】
なお、第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当し、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、これら距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００４５】
この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２、ガス仮想柱状部Ｈｖｇのいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の第１又は第２液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の第１又は第２液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、第１又は第２液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と第１又は第２液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなるためである。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００４６】
更に、第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であり、また、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の第１又は第２液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の第１又は第２液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、第１又は第２液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００４７】
本発明の紡糸装置はガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができ、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、第１液用柱状中空部Ｈｌ１から吐出された紡糸液と第２液用柱状中空部Ｈｌ２から吐出された紡糸液のいずれに対しても１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００４８】
なお、図４には図示していないが、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液貯蔵装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）に接続されており、ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。
【００４９】
図４においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００５０】
また、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２、及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図４の態様に限定されない。例えば、段差を有する基材に対して第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。また、第１液吐出ノズルＮｌ１の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の第２液吐出部Ｅｌ２、及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。
【００５１】
本発明の不織布製造装置について、不織布製造装置の模式的断面説明図である図７を参照しながら説明する。本発明の不織布製造装置は前述のような紡糸装置１に加えて、紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置２を、紡糸装置１の液吐出ノズルからの吐出方向に対して直角方向に備えている。また、固化した繊維の飛翔方向を変更して効率よく繊維を捕集させることのできる集積用エアブロー装置３を、紡糸装置１を基準として、固化促進装置２よりも遠く離れており、しかも紡糸装置１の液吐出ノズルからの吐出方向に対して直角方向に備えている。また、固化した繊維を捕集できるベルト状の捕集体４を、前記集積用エアブロー装置３に対向して配置している。更に、飛翔方向が変更された繊維を吸引して確実に捕集体４で捕集できるように繊維を導くサクション装置５を、前記集積用エアブロー装置３に対向しており、しかも捕集体４の繊維捕集面とは反対面側に備えている。
【００５２】
この不織布製造装置により不織布を製造する場合、まず、紡糸装置１から紡糸液を吐出するとともに、ガスを吐出し、紡糸液に対して、ガス及び随伴気流の剪断力を作用させて引き伸ばす。この引き伸ばされた紡糸液に対して、固化促進装置２によって紡糸液の固化を促進する物質を作用させ、紡糸液を固化させ、繊維を形成する。この固化した繊維はガスの作用によって紡糸液の吐出方向に飛翔するが、重力に作用により、また、集積用エアブロー装置３からのエアブローによって、その飛翔方向が重力方向に変更させられる。この飛翔方向が変更した繊維はサクション装置５による吸引作用を受け、重力方向に飛翔し、捕集体４に到達し、捕集されて不織布を形成する。このような不織布製造装置を用いて不織布を製造する場合、不織布の生産性を高めるために紡糸液の吐出量を多くしたとしても、固化促進物質の作用により繊維化し、繊維化せずに液滴の状態のまま捕集されることがないため、生産性良く不織布を製造することができる。
【００５３】
この固化促進装置２は固化促進物質を作用させることのできるものであれば良く、特に限定するものではないが、気体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、冷却ガスを供給できるスポットクーラー又は温調機、加熱ガスを供給できる熱風発生器、ホットエアガン又はファンヒーター、常温のガスを供給できるファン、ブロワー又は圧縮機などを挙げることができる。液体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、加湿ガスを供給できるバブラー式加湿気化装置、水蒸気を供給できる液滴吐出装置、スチームを供給できるボイラーなどを挙げることができる。固体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、粉末状の氷を供給できる装置、ポリマー、無機粒子などを冷却した粉末を供給できる粉末供給装置、ポリマー、無機粒子などを加熱した粉末を供給できる粉末供給装置などを挙げることができる。
【００５４】
また、図７における不織布製造装置においては、固化促進装置２を紡糸液の飛翔領域よりも上方に１つ設けているが、紡糸液の飛翔領域の外側に１つ以上設けることができる。例えば、紡糸液の飛翔領域よりも下方、紡糸液の飛翔領域の左側（図７における飛翔領域の奥側）、又は紡糸液の飛翔領域の右側（図７における飛翔領域の手前側）に、１つ以上設置することができる。
【００５５】
なお、紡糸液の固化を促進する物質は気体、液体、又は固体であることができ、紡糸液の種類によって異なるため、特に限定するものではないが、例えば、紡糸液の溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドである場合の加湿ガス、紡糸液の溶媒が水である場合の加熱ガス、乾燥エア又は脱水作用のあるガス（例えば、アセトンガス、メタノールガス、エタノールガスなど）がある。
【００５６】
このような紡糸液の固化を促進する物質は紡糸液に対してどのように作用させても良いが、例えば、吐出された紡糸液を固化促進物質が存在する空間へ供給する方法、吐出された紡糸液に対して固化促進物質を吹き付ける方法などがある。
【００５７】
なお、このような固化促進物質は、液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向１０ｃｍの地点を中心とする半径８ｃｍの球状空間（約２１００ｃｍ３）で、吐出された紡糸液に対して作用させるのが好ましい。
【００５８】
また、固化促進物質の作用量は特に限定するものではないが、紡糸液の溶媒が、水への溶解性がオクタノール／水分配係数（ＬｏｇＰｏｗ）−０．８以下であり、しかも固化促進物質が加湿ガスである場合、前記球状空間の湿度が２０〜４０％ＲＨになる量であるのが好ましい。
【００５９】
図７の不織布製造装置においては、固化した繊維の飛翔方向を変更して効率よく繊維を捕集させることのできる集積用エアブロー装置３を備えている。このような集積用エアブロー装置３を備えていることによって、不織布の生産性を高めるために紡糸装置１を２台以上使用した場合であっても、コンパクトな不織布製造装置とすることができる。つまり、紡糸装置１を２台以上使用し、紡糸液を重力の作用方向と同じ方向に吐出した場合には、２台以上の紡糸装置１に相当するだけの捕集領域を必要とするため、その捕集領域に相当するサクション装置が必要となるが、図７のように、紡糸装置１を２台以上使用し、紡糸液を重力の作用方向と直角方向に吐出した後に、集積用エアブロー装置３により飛翔方向を変更した場合には、繊維の捕集領域を紡糸装置に相当する幅よりも狭くすることができ、結果としてサクション装置５をコンパクト化することができるため、コンパクトな不織布製造装置とすることができる。
【００６０】
なお、集積用エアブロー装置３による繊維の飛翔方向の変更方向は、特に限定するものではないが、効率的に繊維を捕集できるように、図７のように重力の作用方向であるのが好ましい。
【００６１】
また、集積用エアブロー装置３から固化促進物質を吐出することによって、紡糸液の固化を更に確実にすることができる。このように集積用エアブロー装置３から固化促進物質を吐出する場合、固化促進装置２からの固化促進物質と集積用エアブロー装置３からの固化促進物質とは同じであっても異なっていても良い。
【００６２】
本発明の不織布製造装置は固化した繊維を捕集できる捕集体を備えているため、不織布を製造することができる。この捕集体は繊維を直接集積できるものであれば何でも良く、例えば、不織布、織物、編物、ネット、ドラム、ベルト或いは平板を捕集体として使用できる。なお、図７においては、集積用エアブロー装置３によるエアブローによって繊維を捕集体４方向へ導くとともに、サクション装置５によってエアを吸引しているため、捕集体は通気性である。
【００６３】
図７においては、固化した繊維を捕集できるベルト状の捕集体４を、集積用エアブロー装置３に対向して配置しているため、確実に繊維を捕集することができる。しかしながら、図７の不織布製造装置とは異なり、集積用エアブロー装置３を設置せず、紡糸装置のガス吐出部Ｅｇと対向して捕集体を設置することができる。特には、ガスの吐出方向中心軸Ａｇと直角であるように捕集体の捕集面が位置するように配置することができる。
【００６４】
図７における不織布製造装置においては、捕集体４の繊維捕集面とは反対面側にサクション装置５を設置している。そのため、確実に繊維を捕集することができ、また、集積用エアブロー装置３によるエアブローによって捕集して形成した不織布の地合いの悪化を防ぐことができる。
【００６５】
図７の不織布製造装置は開放空間に設置された状態にあるが、紡糸装置１、固化促進装置２、集積用エアブロー装置３、捕集体４、及びサクション装置５を紡糸容器に収納し、閉鎖空間とするのが好ましい。このような紡糸容器により閉鎖空間とすることによって、紡糸液から揮発した溶媒の飛散を防ぎ、場合によっては溶媒を回収して再利用することができるためである。また、紡糸容器に紡糸装置１、固化促進装置２、集積用エアブロー装置３、捕集体４、及びサクション装置５を収納した場合、サクション装置５とは別に紡糸容器内の気体を排気する排気装置を接続するのが好ましい。紡糸を行っていると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度が次第に高くなり、溶媒の蒸発が抑制されるため、繊維径のバラツキが発生しやすく、また繊維化されにくくなる傾向があるためである。また、紡糸容器に温湿度を調整した気体を供給できる供給装置を接続するのが好ましい。紡糸容器内における溶媒蒸気濃度を安定させ、繊維径のバラツキを小さくできるためである。
【００６６】
このような本発明の不織布製造装置を用いて不織布を製造する場合、紡糸装置１のガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出するのが好ましい。ガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、細径化した繊維を含む不織布を製造しやすいためである。好ましくは流速１５０ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出し、より好ましくは流速２００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限は繊維化できる限り、特に限定するものではない。このような流速のガスを吐出するには、例えば、圧縮機からガス用柱状中空部Ｈｇにガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気は経済的である。また、これらのガスに紡糸液に対して親和性のない溶媒の蒸気を含ませることもできる。このような溶媒の蒸気量を調整することによって、紡糸液の固化を促進させることができる。
【００６７】
本発明の製造方法に使用できる紡糸液は所望ポリマーを溶媒に溶解させたものであれば良く、特に限定するものではない。例えば、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリグリコール酸、ポリアクリロニトリル、共重合ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、或いはポリプロピレンなど１種又は２種以上のポリマーを、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートなど１種又は２種以上の溶媒に溶解させたものを使用することができる。
【００６８】
なお、紡糸時の紡糸液の粘度は１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向がある。したがって、常温で粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部Ｈｌを加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部Ｈｌを冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。本発明における「粘度」は、粘度測定装置を用い、紡糸時と同じ温度で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。
【００６９】
なお、液吐出部Ｅｌからの紡糸液の吐出量は紡糸液の粘度やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、０．１〜１００ｃｍ３／時間であるのが好ましい。
【００７０】
本発明の不織布製造装置が２つ以上の液吐出ノズルを有する場合、いずれの液吐出ノズルからも同じ条件で紡糸液を吐出することができるし、２種以上の吐出条件で紡糸液を吐出することもできる。後者のように２種以上の吐出条件で紡糸液を吐出した場合、これら吐出された紡糸液に作用するガスは同じであるため、異なった種類の繊維を紡糸することができ、結果として異なった種類の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができる。
【００７１】
この「２種以上の吐出条件」とは全く同一ではないことを意味し、例えば、液吐出部の外形が異なる、液吐出部の大きさが異なる、液吐出部のガス吐出部からの距離が異なる、紡糸液の吐出量が異なる、紡糸液の濃度が異なる、紡糸液構成ポリマーが異なる、紡糸液の粘度が異なる、紡糸液の溶媒が異なる、紡糸液構成ポリマーが２種類以上である場合にはその配合比率が異なる、紡糸液構成溶媒が２種類以上である場合にはその配合比率が異なる、紡糸液の温度が異なる、紡糸液に添加されている添加剤の種類及び／又は量が異なる、などのこれら１つ、又は２つ以上が異なる。これらの中でも紡糸液を構成するポリマーが同じであっても濃度が異なる、又は紡糸液を構成するポリマーが同じであっても溶媒が異なると、繊維径の異なる２種類以上の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができ、紡糸液を構成するポリマーが異なると、繊維構成ポリマーの異なる２種類以上の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができる。
【実施例】
【００７２】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）
（紡糸液の調製）
アクリロニトリル共重合体を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド［オクタノール／水分配係数（ＬｏｇＰｏｗ）： −０．８７に濃度１３ｍａｓｓ％となるように溶解させた紡糸液（粘度（温度：２３℃）：６００ｍＰａ・ｓ）を用意した。
【００７４】
（不織布製造装置の準備）
図７のような、次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
【００７５】
（イ） 次のような紡糸装置（図４と同様の紡糸装置）を１０組、一直線状に配置した。
（１） 紡糸液貯蔵部：シリンジ
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 第１液吐出ノズルＮｌ１：金属製
（３）−１ 第１液吐出部Ｅｌ１：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（３）−２ 第１液用柱状中空部Ｈｌ１：０．３３ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４） 第２液吐出ノズルＮｌ２：金属製
（４）−１ 第２液吐出部Ｅｌ２：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（４）−２ 第２液用柱状中空部Ｈｌ２：０．３３ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（５） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（５）−１ ガス吐出部Ｅｇ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（５）−２ ガス用柱状中空部Ｈｇ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（５）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（５）−４ 位置：ガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも３ｍｍ上流側に、ノズルの外壁面が当接するように配置
（６）−１ 第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（６）−２ 第１液吐出方向中心軸Ａｌ１とガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（６）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１の本数：１本
（７）−１ 第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（７）−２ 第２液吐出方向中心軸Ａｌ２とガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（７）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２の本数：１本
【００７６】
（ロ） 固化促進装置
（１） 固化促進物質供給部：スリットノズル
（１）−１ 供給口：幅１０ｍｍ×長さ４００ｍｍ（断面積：４０００ｍｍ２）
（２） 固化促進物質：加湿ガス
（２）−１ 加湿装置：バブリングエア［６０℃の水に圧縮空気を通過させて加湿ガスを発生。配管内の圧力は大気圧（０．１０１ＭＰａ）］
（２）−２ 供給量：５０Ｌ／ｍｉｎ．
（３） 設置位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向５ｃｍの地点を基準として、紡糸方向に対して垂直上方向１００ｍｍの位置に、供給口が位置するように固化促進装置を配置した。なお、供給口の長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００７７】
（ハ） 集積用エアブロー装置
（１）エアー供給部：スリットノズル
（１）−１ 供給口：幅０．１ｍｍ×長さ４００ｍｍ（断面積：４０ｍｍ２）
（１）−２ 供給量：１００Ｌ／ｍｉｎ．
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 設置位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向５０ｃｍの地点を基準として、紡糸方向に対して垂直上方向１５０ｍｍの位置に、供給口が位置するように集積用エアブロー装置を配置した。なお、供給口の長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００７８】
（ニ） 捕集体
（１）捕集体：ネット（表面をフッ素樹脂でコーティングしたメッシュタイプのコンベアネット）の捕集面を各紡糸液の吐出方向中心軸に対して平行に配置
（２）捕集体の位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸を基準として、重力方向に２００ｍｍの位置に捕集体の捕集面が位置するように配置。
（３）サクション装置：サクションボックス（サクション口：５０ｍｍ×２３０ｍｍ）
【００７９】
（ホ） 紡糸容器：高さ１０１０ｍｍ×幅１０５０ｍｍ×奥行１０１０ｍｍ
（１）紡糸装置、固化促進装置、集積用エアブロー装置、捕集体、サクション装置を紡糸容器内にそれぞれ配置。
【００８０】
（不織布の製造）
次の条件で繊維を捕集体（ネット）上に集積させ、不織布（平均繊維径：４００ｎｍ）を製造したところ、液滴を生じることなく、地合いの優れる不織布を生産性良く製造することができた。
【００８１】
（イ） 第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２からの吐出量：１０ｇ／時間
（ロ） 空気吐出流速：２５０ｍ／ｓｅｃ．
（ハ） 空気吐出量：１．３Ｌ／ｍｉｎ．
（ニ） 固化促進装置からのガス：バブリングエアを５０Ｌ／ｍｉｎ．の量で供給
（ホ） 集積用エアブロー装置からエアを１００Ｌ／ｍｉｎ.の量で供給
（ヘ） ネットの移動速度：５ｍｍ／ｍｉｎ.
（ト） サクションボックスの吸引条件：１２ｍ３／ｍｉｎ．
【００８２】
（実施例２）
紡糸液をポリビニルアルコール水溶液としたこと、及び固化促進装置から加熱したエア（温度：１５０℃）を供給したこと以外は実施例１と同様の製造方法で、液滴が少ない不織布を生産性良く製造することができた。なお、紡糸液及び固化促進装置は次の通りであった。
【００８３】
（紡糸液）：ポリビニルアルコール（平均重合度９００〜１１００、部分けん化型）を、水に混合して２０ｍａｓｓ％水溶液［粘度（温度：２３℃）：３５００ｍＰａ・ｓ］とし、紡糸液とした。
【００８４】
（固化促進装置）
固化促進物質：加熱エア
エア加熱部：らせん状に巻いた外径１０ｍｍ、内径８ｍｍ、長さ１ｍのステンレススチール配管の外側をフレキシブルヒーターで被覆。なお、配管は圧縮機と接続。
【００８５】
（実施例３）
固化促進装置として赤外線ヒーターを使用して赤外線を照射したこと以外は実施例２と同様にして、液滴が少ない不織布を生産性良く製造することができた。なお、固化促進装置は次の通りであった。
【００８６】
（固化促進装置）：紡糸装置の液吐出ノズルの液吐出部の垂直上方向１００ｍｍの位置に、ハロゲンランプが位置するように近赤外線ハロゲンヒーターを配置した。なお、ハロゲンランプの長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００８７】
（比較例１）
不織布を製造する際に、固化促進装置からバブリングエアを供給しなかったこと以外は、実施例１と同様にして不織布を製造しようとしたが、液滴が多く、地合いの優れる不織布を製造することができなかった。
【００８８】
（比較例２）
（紡糸液の調製）
実施例１と同じ紡糸液を用意した。
【００８９】
（不織布製造装置の準備）
次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
【００９０】
（１） 紡糸液貯蔵部：ステンレスタンク
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 液吐出ノズルＮｌ：金属製
（３）−１ 液吐出部：０．７ｍｍ径（断面積：０．３８ｍｍ２）の円形
（３）−２ 液用柱状中空部：０．７ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：１．１ｍｍ
（３）−４ ノズル本数：１本
（４） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（４）−１ ガス吐出部：２．１ｍｍ径（断面積：３．４６ｍｍ２）の円形
（４）−２ ガス用柱状中空部：２．１ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：２．５ｍｍ
（４）−４ ノズル本数：１本
（４）−５ 位置：ガス吐出部が液吐出部よりも２ｍｍ上流側の位置で、液吐出ノズルと同心円状に配置、結果として、ガス吐出部は内径１．１ｍｍ、外径２．１ｍｍの中空円形状となる（図３参照）
（５）液仮想柱状部とガス仮想柱状部の距離：０．４ｍｍ
（６）液吐出方向中心軸とガス吐出方向中心軸：一致
（７）ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部の切断面の内周と液用柱状中空部の切断面の外周との距離が最も短い直線の本数：無数
（８）捕集体：ネット（３０メッシュ）
（８）−１ 液吐出部との距離：３００ｍｍ
（９） 繊維吸引装置：ブロア
（１０） 紡糸容器：容積１ｍ３のアクリル容器
（１０）−１ 気体供給装置：精密空気発生装置（（株）アピステ製、１４００−ＨＤＲ）
【００９１】
（不織布の製造）
次の条件で紡糸し、不織布を製造しようとしたが、ほとんど繊維形状とならず、不織布を製造することができなかった。
【００９２】
（イ）液吐出ノズルからの吐出量：３ｇ／時間
（ロ）空気吐出流速：２５０ｍ／ｓｅｃ．
（ハ）ネットの移動速度：０．６５ｍｍ／ｓｅｃ．
（ニ）繊維吸引条件：３０ｃｍ／ｓｅｃ．
（ホ）気体供給条件：２５℃、２７％ＲＨ、１ｍ３／ｍｉｎ．
【符号の説明】
【００９３】
Ｎｌ、Ｎｌｎ 液吐出ノズル
Ｎｌ１ 第１液吐出ノズル
Ｎｌ２ 第２液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｌ１ 第１液吐出部
Ｅｌ２ 第２液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｌ１ 第１液用柱状中空部
Ｈｌ２ 第２液用柱状中空部
Ｈｇ ガス用柱状中空部
Ｈｖｌ 液仮想柱状部
Ｈｖｌ１ 第１液仮想柱状部
Ｈｖｌ２ 第２液仮想柱状部
Ｈｖｇ ガス仮想柱状部
Ａｌ 吐出方向中心軸（液）
Ａｌ１ 第１吐出方向中心軸（液）
Ａｌ２ 第２吐出方向中心軸（液）
Ａｇ 吐出方向中心軸（ガス）
Ｃ ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ２ 外周間の距離が最も短い直線
１ 紡糸装置
２ 固化促進装置
３ 集積用エアブロー装置
４ 捕集体
５ サクション装置
１２ 第１部材
２２ 第２部材
３２ 第３部材
１４、２４、３４ 供給端部
１６、２６、３６ 対向出口端部
１８ 第１供給スリット
３８ 第１ガススリット
２０ ガスジェット空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は不織布製造装置及び不織布の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、不織布を構成する繊維の繊維径は小さいのが好ましい。このような繊維径の小さい繊維からなる不織布の製造方法として、紡糸液をノズルから吐出するとともに、吐出した紡糸液に電界を作用させて紡糸液を延伸し、細径化した後に捕集体上に直接捕集して不織布とする、いわゆる静電紡糸法が知られている。この静電紡糸法によれば、平均繊維径１μｍ以下の繊維からなる不織布を製造することができる。この静電紡糸法は紡糸液に電界を作用させるために、ノズル又は捕集体に高電圧を印加する必要があるため、装置が複雑になるばかりでなく、エネルギー的に無駄であった。
【０００３】
このような点を改良できる紡糸装置として、図２に示すような「圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する装置は、平行な間隔を設けた第１（１２）、第２（２２）及び第３（３２）部材を含み、各々は、供給端部（１４，２４，３４）及び対向出口端部（１６，２６，３６）を有する。第２部材（２２）は第１部材（１２）に隣接する。第２部材（２２）の出口端部（２６）は、第１部材（１２）の出口端部（１６）を越えて延びる。第１（１２）及び第２（２２）部材は、第１供給スリット（１８）を画成する。第３部材（３２）は、第１部材（１２）の第２部材（２２）から反対側で第１部材（１２）に隣接して位置する。第１（１２）及び第３（３２）部材は第１ガススリット（３８）を画成し、第１（１２）、第２（２２）及び第３（３２）部材の出口端部（１６，２６，３６）はガスジェット空間（２０）を画成する。圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する方法も含まれる。」ことが提案されている（特許文献１）。この装置は高電圧を印加する必要がないため、前述の問題点を解決できるものである。しかしながら、この装置においては平板状の第１、第２及び第３部材を平行に設けていることから、シート状の紡糸液に対して圧縮ガスを作用させることになり、繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものとなり、繊維形状にできたとしても太い繊維しか形成できないものであると考えられた。
【０００４】
同様の紡糸装置として、「センターチューブ、センターチューブに同心状かつ離間して位置する第１供給チューブ、第１供給チューブに同心状かつ離間して位置する中間ガスチューブ、中間ガスチューブに同心状かつ離間して位置する第２供給チューブを備え、センターチューブと第１供給チューブは第１環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第１供給チューブは第２環状コラムを形成し、中間ガスチューブと第２供給チューブは第３環状コラムを形成し、第１ガスジェット空間がセンターチューブと第１供給チューブの下流側端部に形成され、第２ガスジェット空間が中間ガスチューブと第２供給チューブの下流側端部に形成されるように位置している、圧縮ガスを用いるナノファイバー製造装置。」が提案されている（特許文献２）。この製造装置も高電圧を印加する必要がないため、前述の問題点を解決できるものである。しかしながら、この装置においても、環状に吐出された紡糸液に対してガスジェットを作用させるため、紡糸が不安定で繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものであった。
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５１５３１６号公報（要約、表１など）
【特許文献２】米国特許第６５２０４２５号公報（要約、図２など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な装置で、繊維径の小さい繊維からなる不織布を製造できる装置、及び前記不織布製造装置を用いる不織布の製造方法を提供することを目的とする。また、生産性良く不織布を製造できる不織布製造装置、及び不織布の製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１にかかる発明は、「（イ）紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する、次の条件を満足する紡糸装置、（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する、（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する、（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している、（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である、（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる、（ロ）前記紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。」である。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる発明は、「請求項１に記載の不織布製造装置を用いる、不織布の製造方法。」である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとは近接しており、平行であり、しかも紡糸液にはガスおよび随伴気流による剪断力が１本の直線状に作用するため、細径化した繊維を紡糸できるものである。なお、紡糸液に高電圧を印加する必要がなく、また、紡糸液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。更には、紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置を備えているため、不織布の生産性を高めるために紡糸液の吐出量を多くしたとしても、繊維化せずに液滴の状態のまま捕集されることがないため、生産性良く不織布を製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、前記不織布製造装置を用いる不織布の製造方法であるため、繊維径の小さい繊維からなる不織布を生産性良く製造できる、簡素かつエネルギー的に有利な方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ） 紡糸装置の先端部を拡大した斜視図 （ｂ） 平面Ｃでの切断図
【図２】従来の紡糸装置の断面図
【図３】比較例１において使用した液吐出ノズルとガス吐出ノズルの配置を表す横断面平面図
【図４】別の紡糸装置の先端部を拡大した斜視図
【図５】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例（図４のＣ平面での切断平面図） （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｄ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｅ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図６】（ａ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の一例 （ｂ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例 （ｃ） ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時の切断平面図の他例
【図７】本発明の不織布製造装置の模式的断面説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の不織布製造装置を構成する紡糸装置について、紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図１（ａ）、及び図１（ａ）におけるＣ平面切断図である図１（ｂ）をもとに説明する。
【００１３】
本発明の紡糸装置は紡糸液を吐出できる液吐出部Ｅｌを一方の端部に有する液吐出ノズルＮｌ１本と、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇ１本の外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側となる位置にある。なお、液吐出ノズルＮｌは液吐出部Ｅｌを端部とする液用柱状中空部Ｈｌを有しており、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌと前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、図１（ｂ）にガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面Ｃで切断した切断図を示すように、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形、液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外形ともに円形であり、これら外周間の距離が最も短い直線Ｌ１を、１本だけ引くことができる状態にある。
【００１４】
そのため、図１のような紡糸装置の液吐出ノズルＮｌに紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は液用柱状中空部Ｈｌを通り液吐出部Ｅｌから液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された紡糸液とは近接した状態にあり、ガスの吐出方向と紡糸液の吐出方向とは平行関係にあり、しかも平面Ｃ上、吐出されたガスと吐出された紡糸液とは最も近い点が１点、つまり、紡糸液は１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受けるため、細径化しながら液用柱状中空部Ｈｌの軸方向に飛翔し、同時に紡糸液の溶媒が揮発して繊維化する。このように、図１の紡糸装置は紡糸液に高電圧を印加する必要がなく、紡糸液及びガスを加熱する必要もないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。
【００１５】
液吐出ノズルＮｌは紡糸液を吐出できるものであれば良く、液吐出部Ｅｌの形状は特に限定するものではないが、液吐出部Ｅｌの形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。なお、液吐出部Ｅｌの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が１本の直線状となり、液滴を生じにくくなる。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１６】
また、液吐出部Ｅｌの大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜０．８ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難となり、液滴を生じやすくなる傾向があるためである。
【００１７】
なお、液吐出ノズルＮｌは金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。更に、図１においては、円柱状の液吐出ノズルＮｌを図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００１８】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではないが、ガス吐出部Ｅｇの形状は、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を働きやすくするために、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を液吐出ノズルＮｌ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる状態となり、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００１９】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０３〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０３〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ２よりも小さいと、吐出された紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になる傾向があり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。なお、ガス吐出部Ｅｇの大きさは液吐出部Ｅｌの大きさと同じか、より大きいのが好ましい。ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすいためである。
【００２０】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。
【００２１】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが液吐出部Ｅｌよりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、液吐出部周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると紡糸液に対するガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとの距離の差の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと液吐出部Ｅｌとが一致していなければ良い。
【００２２】
液用柱状中空部Ｈｌは紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。
【００２３】
なお、液用柱状中空部Ｈｌを延長した液仮想柱状部Ｈｖｌは液吐出部Ｅｌから吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は液吐出ノズルＮｌの壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、この距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００２４】
この液仮想柱状部Ｈｖｌとガス仮想柱状部Ｈｖｇのいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、様々な点にガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなるためである。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００２５】
更に、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行で、吐出された紡糸液に対して１本の直線状にガス及び随伴気流を作用させることができるため、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不十分となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、液用柱状中空部Ｈｌの吐出方向中心軸Ａｌとガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００２６】
本発明の紡糸装置はガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌの切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる（図１（ｂ））。このようなガス用柱状中空部から吐出されたガス及び随伴気流は、液用柱状中空部から吐出された紡糸液に対して、１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００２７】
なお、図１（ａ）には図示していないが、液吐出ノズルＮｌは紡糸液貯蔵装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）に接続されており、ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。
【００２８】
図１においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を高めることができる。
【００２９】
また、図１においては、液吐出ノズルＮｌとガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図１の態様に限定されない。例えば、段差を有する基材に対して液用柱状中空部Ｈｌとガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。また、液吐出ノズルＮｌの液吐出部Ｅｌ及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。
【００３０】
本発明の別の紡糸装置について、液吐出部２箇所とガス吐出部１箇所とを有する紡糸装置の先端部を拡大した斜視図である図４及び図４におけるＣ平面切断図である図５（ａ）をもとに説明する。
【００３１】
この紡糸装置は、紡糸液を吐出できる第１液吐出部Ｅｌ１を一方の端部に有する第１液吐出ノズルＮｌ１と、紡糸液を吐出できる第２液吐出部Ｅｌ２を一方の端部に有する第２液吐出ノズルＮｌ２とが、ガスを吐出できるガス吐出部Ｅｇを一方の端部に有するガス吐出ノズルＮｇを挟むように外壁面が当接し、ガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも上流側となる位置にある。なお、第１液吐出ノズルＮｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１を端部とする第１液用柱状中空部Ｈｌ１を有し、第２液吐出ノズルＮｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２を端部とする第２液用柱状中空部Ｈｌ２を有し、ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇを端部とするガス用柱状中空部Ｈｇを有している。また、前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２と前記ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇとは、第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当する距離だけ離れて近接した状態にある。しかも前記第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にあり、前記第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行である関係にある。更には、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外形が円形であり、液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外形がいずれも円形であり、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態にある（図５（ａ）参照）。
【００３２】
そのため、図４のような紡糸装置の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２に紡糸液を供給し、ガス吐出ノズルＮｇにガスを供給すると、紡糸液は第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２をそれぞれ通り、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２から第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ吐出されると同時に、ガスはガス用柱状中空部Ｈｇを通りガス吐出部Ｅｇからガス用柱状中空部Ｈｇの軸方向に吐出される。この吐出されたガスと吐出された各紡糸液とはいずれも近接した状態にあり、各液吐出部の直近においては、吐出ガスの中心軸Ａｇと各吐出紡糸液の中心軸Ａｌ１、Ａｌ２とがいずれも平行関係にあり、しかもＣ平面上、吐出されたガスと吐出された紡糸液とは、いずれの組み合わせにおいても最も近い点が１箇所であることから、つまりいずれの紡糸液も１本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を受け、細径化しながら第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２軸方向にそれぞれ飛翔し、同時に紡糸液の溶媒が揮発して繊維化する。このように、図４の紡糸装置は各紡糸液に高電圧を印加する必要がないため、簡素かつエネルギー的に有利な装置である。しかも、１つのガス流によって、２つの紡糸液を紡糸して繊維化することができ、ガス量を減らすことができるため、繊維の飛散を抑制して地合いの均一な不織布を生産性良く製造できる。なお、ガス量を減らすことができ、吸引装置を大型化する必要がないことからもエネルギー的に有利である。また、吸引力を強くする必要がないため、厚さの薄い不織布から厚い不織布まで製造することができる。
【００３３】
第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液を吐出できるものであれば良く、第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の外形は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に作用を受け、液滴を生じにくいように、円形であるのが好ましい。つまり、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の外形が円形であると、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と液用柱状中空部Ｈｌ１、Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても１本だけ引くことができる状態となりやすいため、吐出された紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。なお、第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２の外形は同じ外形であっても良いし、異なる外形であっても良いが、いずれも円形であるのが好ましい。
【００３４】
第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の形状が多角形である場合には、多角形の１つの角をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくするのが好ましい。つまり、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線（図５（ａ）〜（ｅ）におけるＬ１、Ｌ２）を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置すると、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、安定して紡糸でき、液滴を生じにくくなる。したがって、ガス吐出部Ｅｇの形状が円形であれば、多角形状の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出部Ｅｌ２の辺をガス吐出ノズルＮｇ側となるように配置することも可能である（図５（ｅ）参照）。
【００３５】
また、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の大きさも特に限定するものではないが、いずれも０．０１〜２０ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、２０ｍｍ２を超えると、ガス及び随伴気流の作用を１本の直線状にするのが難しくなり、安定して紡糸できなくなる傾向があるためである。
【００３６】
なお、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は金属製であっても樹脂製であってもよく、その素材は特に限定するものではない。また、金属製又は樹脂製のチューブを用いることもできる。更に、図４においては、円柱状の第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２を図示しているが、先端が傾斜を持って切断された鋭角ノズルを使用することもできる。この鋭角ノズルの場合、紡糸液の粘度が高い場合に有効である。このような鋭角ノズルを使用する場合、尖った側をガス吐出ノズル側とすると、ガス及び随伴気流の剪断作用を受けやすく、安定して繊維化できる。
【００３７】
なお、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ１と第２液吐出ノズルＮｌ２の２本について図示しているが、液吐出ノズルは２本である必要はなく、３本以上であっても良い（図６参照）。この液吐出ノズルの本数が多ければ多いほど、ガスを効率的に使用し、生産性良く不織布を製造することができる。
【００３８】
ガス吐出ノズルＮｇはガスを吐出できるものであれば良く、ガス吐出部Ｅｇの形状は特に限定するものではなく、例えば、円形、長円形、楕円形、多角形（例えば、三角形、四角形、六角形）であることができるが、ガス吐出部に対して各液吐出部をどのように配置しても、各液吐出部から吐出された各紡糸液に、ガス吐出部から吐出されたガスおよび随伴気流による剪断力をそれぞれ１本の直線状に作用させ、細径化した繊維を紡糸しやすいように、円形であるのが好ましい。なお、ガス吐出部Ｅｇの形状が多角形である場合には、多角形の１つの角を第１液吐出ノズルＮｌ１側となり、もう１つの角が第２液吐出ノズルＮｌ２側となるように配置することにより、ガス及び随伴気流の剪断作用が働きやすくなる。つまり、前述の通り、ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１、Ｌ２を、いずれの組み合わせにおいても、１本だけ引くことができる状態となるように第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２を配置する（図５（ｃ）〜（ｄ）参照）と、紡糸液はガス及び随伴気流の剪断作用を１本の直線状に受け、液滴を生じにくくなる。
【００３９】
また、ガス吐出部Ｅｇの大きさも特に限定するものではないが、０．０１〜７９ｍｍ２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ２よりも小さいと、吐出された各紡糸液全体に剪断作用を働かせることが困難になる傾向があり、安定して繊維化することが困難になる傾向があるためで、７９ｍｍ２を超えると剪断作用を働かせるために十分な風速が必要で、多量のガスが必要となって不経済であるためである。
【００４０】
なお、ガス吐出ノズルＮｇは金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。また、ガス吐出ノズルに替えて金属製や樹脂製のチューブを用いることもできる。
【００４１】
ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２よりも上流側（紡糸液の供給側）となる位置に配置されているため、第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２の周辺へ紡糸液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は特に限定するものではないが、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。１０ｍｍを超えると第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２におけるガス及び随伴気流の剪断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２との距離の下限は特に限定するものではなく、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１及び第２液吐出部Ｅｌ２とが一致していなければ良い。
【００４２】
なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ１又は第２液吐出部Ｅｌ２との距離は同じであっても異なっていても良いが、同じであると、各紡糸液に対して同程度の剪断力を作用させることができ、安定して紡糸できるため好適である。
【００４３】
第１液用柱状中空部Ｈｌ１及び第２液用柱状中空部Ｈｌ２は紡糸液の通過経路であり、紡糸液の吐出時における形状を形作り、ガス用柱状中空部Ｈｇはガスの通過経路であり、ガスの吐出時における形状を形作る。本発明においては、第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇのいずれも柱状の紡糸液又はガスを形成できるため、ガス及び随伴気流の剪断作用を各紡糸液に十分に作用させることができ、繊維化することができる。
【００４４】
なお、第１液用柱状中空部Ｈｌ１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１は第１液吐出部Ｅｌ１から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、第２液用柱状中空部Ｈｌ２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２は第２液吐出部Ｅｌ２から吐出された紡糸液の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部Ｈｇを延長したガス仮想柱状部Ｈｖｇはガス吐出部Ｅｇから吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第１液吐出ノズルＮｌ１の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当し、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第２液吐出ノズルＮｌ２の壁厚とガス吐出ノズルＮｇの壁厚の和に相当しているが、これら距離は２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。２ｍｍを超えるとガス及び随伴気流の剪断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
【００４５】
この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２、ガス仮想柱状部Ｈｖｇのいずれも内部充実した柱状である。例えば、円柱状の第１又は第２液仮想部を中空円柱状のガス仮想部で覆った状態、又は円柱状のガス仮想部を中空円柱状の第１又は第２液仮想部で覆った状態であると、ガス仮想柱状部Ｈｖｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、第１又は第２液仮想部の切断面の外周とガス仮想部の切断面の内周、又はガス仮想部の切断面の外周と第１又は第２液仮想部の切断面の内周との距離が最も短い直線を無数に引くことができる結果、紡糸液の様々な点でガス及び随伴気流の剪断力が作用し、繊維化が不十分となり、液滴が多くなるためである。この「仮想柱状部」はノズルの内壁面を延長して形成される部分である。
【００４６】
更に、第１液用柱状中空部Ｈｌ１の第１吐出方向中心軸Ａｌ１とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であり、また、第２液用柱状中空部Ｈｌ２の第２吐出方向中心軸Ａｌ２とガス用柱状中空部Ｈｇの吐出方向中心軸Ａｇとが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流が１本の直線状に作用し、安定して繊維を形成することができる。例えば、円柱状の第１又は第２液用中空部を中空円柱状のガス中空部で覆った状態、又は円柱状のガス中空部を中空円柱状の第１又は第２液用中空部で覆った状態であるように、これら中心軸が一致すると、ガス及び随伴気流の剪断力を１本の直線状に作用させることができず、繊維化が不安定となり、液滴が多くなる。また、これら中心軸が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を形成することができない。この「平行」であるとは、第１又は第２液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とが同一平面上に位置することができ、しかも平行であることを意味する。また、「吐出方向中心軸」とは吐出部の中心と仮想柱状部の横断面における中心とを結んでできる直線である。
【００４７】
本発明の紡糸装置はガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１を１本だけ引くことができ、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２を１本だけ引くことができる。このようなガス用柱状中空部Ｈｇから吐出されたガス及び随伴気流は、第１液用柱状中空部Ｈｌ１から吐出された紡糸液と第２液用柱状中空部Ｈｌ２から吐出された紡糸液のいずれに対しても１本の直線状に作用し、剪断作用を発揮することができるため、液滴を生じることなく、安定して紡糸することができる。例えば、前記直線を２本引くことができる場合には、一方の点で作用する場合と他方の点で作用する場合とが交互になるなど、安定して剪断作用を発揮することができない結果、液滴を発生し、安定して紡糸することができない。
【００４８】
なお、図４には図示していないが、第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２は紡糸液貯蔵装置（例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなど）に接続されており、ガス吐出ノズルＮｇはガス供給装置（例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなど）に接続されている。
【００４９】
図４においては、１組の紡糸装置しか描いていないが、２組以上の紡糸装置を配置することができる。２組以上の紡糸装置を配置することによって、生産性を更に高めることができる。
【００５０】
また、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２、及びガス吐出ノズルＮｇとを固定した状態にあるが、前述のような関係を満たす限り、図４の態様に限定されない。例えば、段差を有する基材に対して第１液用柱状中空部Ｈｌ１、第２液用柱状中空部Ｈｌ２、ガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。また、第１液吐出ノズルＮｌ１の第１液吐出部Ｅｌ１、第２液吐出ノズルＮｌ２の第２液吐出部Ｅｌ２、及び／又はガス吐出ノズルＮｇのガス吐出部Ｅｇの位置を自由に調整できる機構を備えていることもできる。
【００５１】
本発明の不織布製造装置について、不織布製造装置の模式的断面説明図である図７を参照しながら説明する。本発明の不織布製造装置は前述のような紡糸装置１に加えて、紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置２を、紡糸装置１の液吐出ノズルからの吐出方向に対して直角方向に備えている。また、固化した繊維の飛翔方向を変更して効率よく繊維を捕集させることのできる集積用エアブロー装置３を、紡糸装置１を基準として、固化促進装置２よりも遠く離れており、しかも紡糸装置１の液吐出ノズルからの吐出方向に対して直角方向に備えている。また、固化した繊維を捕集できるベルト状の捕集体４を、前記集積用エアブロー装置３に対向して配置している。更に、飛翔方向が変更された繊維を吸引して確実に捕集体４で捕集できるように繊維を導くサクション装置５を、前記集積用エアブロー装置３に対向しており、しかも捕集体４の繊維捕集面とは反対面側に備えている。
【００５２】
この不織布製造装置により不織布を製造する場合、まず、紡糸装置１から紡糸液を吐出するとともに、ガスを吐出し、紡糸液に対して、ガス及び随伴気流の剪断力を作用させて引き伸ばす。この引き伸ばされた紡糸液に対して、固化促進装置２によって紡糸液の固化を促進する物質を作用させ、紡糸液を固化させ、繊維を形成する。この固化した繊維はガスの作用によって紡糸液の吐出方向に飛翔するが、重力に作用により、また、集積用エアブロー装置３からのエアブローによって、その飛翔方向が重力方向に変更させられる。この飛翔方向が変更した繊維はサクション装置５による吸引作用を受け、重力方向に飛翔し、捕集体４に到達し、捕集されて不織布を形成する。このような不織布製造装置を用いて不織布を製造する場合、不織布の生産性を高めるために紡糸液の吐出量を多くしたとしても、固化促進物質の作用により繊維化し、繊維化せずに液滴の状態のまま捕集されることがないため、生産性良く不織布を製造することができる。
【００５３】
この固化促進装置２は固化促進物質を作用させることのできるものであれば良く、特に限定するものではないが、気体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、冷却ガスを供給できるスポットクーラー又は温調機、加熱ガスを供給できる熱風発生器、ホットエアガン又はファンヒーター、常温のガスを供給できるファン、ブロワー又は圧縮機などを挙げることができる。液体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、加湿ガスを供給できるバブラー式加湿気化装置、水蒸気を供給できる液滴吐出装置、スチームを供給できるボイラーなどを挙げることができる。固体の固化促進物質を作用させる場合には、例えば、粉末状の氷を供給できる装置、ポリマー、無機粒子などを冷却した粉末を供給できる粉末供給装置、ポリマー、無機粒子などを加熱した粉末を供給できる粉末供給装置などを挙げることができる。
【００５４】
また、図７における不織布製造装置においては、固化促進装置２を紡糸液の飛翔領域よりも上方に１つ設けているが、紡糸液の飛翔領域の外側に１つ以上設けることができる。例えば、紡糸液の飛翔領域よりも下方、紡糸液の飛翔領域の左側（図７における飛翔領域の奥側）、又は紡糸液の飛翔領域の右側（図７における飛翔領域の手前側）に、１つ以上設置することができる。
【００５５】
なお、紡糸液の固化を促進する物質は気体、液体、又は固体であることができ、紡糸液の種類によって異なるため、特に限定するものではないが、例えば、紡糸液の溶媒が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドである場合の加湿ガス、紡糸液の溶媒が水である場合の加熱ガス、乾燥エア又は脱水作用のあるガス（例えば、アセトンガス、メタノールガス、エタノールガスなど）がある。
【００５６】
このような紡糸液の固化を促進する物質は紡糸液に対してどのように作用させても良いが、例えば、吐出された紡糸液を固化促進物質が存在する空間へ供給する方法、吐出された紡糸液に対して固化促進物質を吹き付ける方法などがある。
【００５７】
なお、このような固化促進物質は、液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向１０ｃｍの地点を中心とする半径８ｃｍの球状空間（約２１００ｃｍ３）で、吐出された紡糸液に対して作用させるのが好ましい。
【００５８】
また、固化促進物質の作用量は特に限定するものではないが、紡糸液の溶媒が、水への溶解性がオクタノール／水分配係数（ＬｏｇＰｏｗ）−０．８以下であり、しかも固化促進物質が加湿ガスである場合、前記球状空間の湿度が２０〜４０％ＲＨになる量であるのが好ましい。
【００５９】
図７の不織布製造装置においては、固化した繊維の飛翔方向を変更して効率よく繊維を捕集させることのできる集積用エアブロー装置３を備えている。このような集積用エアブロー装置３を備えていることによって、不織布の生産性を高めるために紡糸装置１を２台以上使用した場合であっても、コンパクトな不織布製造装置とすることができる。つまり、紡糸装置１を２台以上使用し、紡糸液を重力の作用方向と同じ方向に吐出した場合には、２台以上の紡糸装置１に相当するだけの捕集領域を必要とするため、その捕集領域に相当するサクション装置が必要となるが、図７のように、紡糸装置１を２台以上使用し、紡糸液を重力の作用方向と直角方向に吐出した後に、集積用エアブロー装置３により飛翔方向を変更した場合には、繊維の捕集領域を紡糸装置に相当する幅よりも狭くすることができ、結果としてサクション装置５をコンパクト化することができるため、コンパクトな不織布製造装置とすることができる。
【００６０】
なお、集積用エアブロー装置３による繊維の飛翔方向の変更方向は、特に限定するものではないが、効率的に繊維を捕集できるように、図７のように重力の作用方向であるのが好ましい。
【００６１】
また、集積用エアブロー装置３から固化促進物質を吐出することによって、紡糸液の固化を更に確実にすることができる。このように集積用エアブロー装置３から固化促進物質を吐出する場合、固化促進装置２からの固化促進物質と集積用エアブロー装置３からの固化促進物質とは同じであっても異なっていても良い。
【００６２】
本発明の不織布製造装置は固化した繊維を捕集できる捕集体を備えているため、不織布を製造することができる。この捕集体は繊維を直接集積できるものであれば何でも良く、例えば、不織布、織物、編物、ネット、ドラム、ベルト或いは平板を捕集体として使用できる。なお、図７においては、集積用エアブロー装置３によるエアブローによって繊維を捕集体４方向へ導くとともに、サクション装置５によってエアを吸引しているため、捕集体は通気性である。
【００６３】
図７においては、固化した繊維を捕集できるベルト状の捕集体４を、集積用エアブロー装置３に対向して配置しているため、確実に繊維を捕集することができる。しかしながら、図７の不織布製造装置とは異なり、集積用エアブロー装置３を設置せず、紡糸装置のガス吐出部Ｅｇと対向して捕集体を設置することができる。特には、ガスの吐出方向中心軸Ａｇと直角であるように捕集体の捕集面が位置するように配置することができる。
【００６４】
図７における不織布製造装置においては、捕集体４の繊維捕集面とは反対面側にサクション装置５を設置している。そのため、確実に繊維を捕集することができ、また、集積用エアブロー装置３によるエアブローによって捕集して形成した不織布の地合いの悪化を防ぐことができる。
【００６５】
図７の不織布製造装置は開放空間に設置された状態にあるが、紡糸装置１、固化促進装置２、集積用エアブロー装置３、捕集体４、及びサクション装置５を紡糸容器に収納し、閉鎖空間とするのが好ましい。このような紡糸容器により閉鎖空間とすることによって、紡糸液から揮発した溶媒の飛散を防ぎ、場合によっては溶媒を回収して再利用することができるためである。また、紡糸容器に紡糸装置１、固化促進装置２、集積用エアブロー装置３、捕集体４、及びサクション装置５を収納した場合、サクション装置５とは別に紡糸容器内の気体を排気する排気装置を接続するのが好ましい。紡糸を行っていると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度が次第に高くなり、溶媒の蒸発が抑制されるため、繊維径のバラツキが発生しやすく、また繊維化されにくくなる傾向があるためである。また、紡糸容器に温湿度を調整した気体を供給できる供給装置を接続するのが好ましい。紡糸容器内における溶媒蒸気濃度を安定させ、繊維径のバラツキを小さくできるためである。
【００６６】
このような本発明の不織布製造装置を用いて不織布を製造する場合、紡糸装置１のガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出するのが好ましい。ガス吐出部Ｅｇから流速１００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、細径化した繊維を含む不織布を製造しやすいためである。好ましくは流速１５０ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出し、より好ましくは流速２００ｍ／ｓｅｃ．以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限は繊維化できる限り、特に限定するものではない。このような流速のガスを吐出するには、例えば、圧縮機からガス用柱状中空部Ｈｇにガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気は経済的である。また、これらのガスに紡糸液に対して親和性のない溶媒の蒸気を含ませることもできる。このような溶媒の蒸気量を調整することによって、紡糸液の固化を促進させることができる。
【００６７】
本発明の製造方法に使用できる紡糸液は所望ポリマーを溶媒に溶解させたものであれば良く、特に限定するものではない。例えば、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリグリコール酸、ポリアクリロニトリル、共重合ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、或いはポリプロピレンなど１種又は２種以上のポリマーを、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートなど１種又は２種以上の溶媒に溶解させたものを使用することができる。
【００６８】
なお、紡糸時の紡糸液の粘度は１０〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲であるのが好ましく、２０〜８０００ｍＰａ・ｓの範囲であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く繊維になりにくい傾向があり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向がある。したがって、常温で粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超える場合であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部Ｈｌを加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であっても、紡糸液自体又は液用柱状中空部Ｈｌを冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。本発明における「粘度」は、粘度測定装置を用い、紡糸時と同じ温度で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。
【００６９】
なお、液吐出部Ｅｌからの紡糸液の吐出量は紡糸液の粘度やガス流速によって変化するため特に限定するものではないが、０．１〜１００ｃｍ３／時間であるのが好ましい。
【００７０】
本発明の不織布製造装置が２つ以上の液吐出ノズルを有する場合、いずれの液吐出ノズルからも同じ条件で紡糸液を吐出することができるし、２種以上の吐出条件で紡糸液を吐出することもできる。後者のように２種以上の吐出条件で紡糸液を吐出した場合、これら吐出された紡糸液に作用するガスは同じであるため、異なった種類の繊維を紡糸することができ、結果として異なった種類の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができる。
【００７１】
この「２種以上の吐出条件」とは全く同一ではないことを意味し、例えば、液吐出部の外形が異なる、液吐出部の大きさが異なる、液吐出部のガス吐出部からの距離が異なる、紡糸液の吐出量が異なる、紡糸液の濃度が異なる、紡糸液構成ポリマーが異なる、紡糸液の粘度が異なる、紡糸液の溶媒が異なる、紡糸液構成ポリマーが２種類以上である場合にはその配合比率が異なる、紡糸液構成溶媒が２種類以上である場合にはその配合比率が異なる、紡糸液の温度が異なる、紡糸液に添加されている添加剤の種類及び／又は量が異なる、などのこれら１つ、又は２つ以上が異なる。これらの中でも紡糸液を構成するポリマーが同じであっても濃度が異なる、又は紡糸液を構成するポリマーが同じであっても溶媒が異なると、繊維径の異なる２種類以上の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができ、紡糸液を構成するポリマーが異なると、繊維構成ポリマーの異なる２種類以上の繊維が均一に混在した地合いの優れる不織布を製造することができる。
【実施例】
【００７２】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）
（紡糸液の調製）
アクリロニトリル共重合体を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド［オクタノール／水分配係数（ＬｏｇＰｏｗ）： −０．８７に濃度１３ｍａｓｓ％となるように溶解させた紡糸液（粘度（温度：２３℃）：６００ｍＰａ・ｓ）を用意した。
【００７４】
（不織布製造装置の準備）
図７のような、次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
【００７５】
（イ） 次のような紡糸装置（図４と同様の紡糸装置）を１０組、一直線状に配置した。
（１） 紡糸液貯蔵部：シリンジ
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 第１液吐出ノズルＮｌ１：金属製
（３）−１ 第１液吐出部Ｅｌ１：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（３）−２ 第１液用柱状中空部Ｈｌ１：０．３３ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４） 第２液吐出ノズルＮｌ２：金属製
（４）−１ 第２液吐出部Ｅｌ２：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（４）−２ 第２液用柱状中空部Ｈｌ２：０．３３ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（５） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（５）−１ ガス吐出部Ｅｇ：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ２）の円形
（５）−２ ガス用柱状中空部Ｈｇ：０．３３ｍｍ径の円柱状
（５）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（５）−４ 位置：ガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ１と第２液吐出部Ｅｌ２のいずれよりも３ｍｍ上流側に、ノズルの外壁面が当接するように配置
（６）−１ 第１液仮想柱状部Ｈｖｌ１とガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（６）−２ 第１液吐出方向中心軸Ａｌ１とガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（６）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第１液用柱状中空部Ｈｌ１の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ１の本数：１本
（７）−１ 第２液仮想柱状部Ｈｖｌ２とガス仮想柱状部Ｈｖｇの距離：０．３１ｍｍ
（７）−２ 第２液吐出方向中心軸Ａｌ２とガス吐出方向中心軸Ａｇ：平行
（７）−３ ガス用柱状中空部Ｈｇの中心軸Ａｇに対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Ｈｇの切断面の外周と第２液用柱状中空部Ｈｌ２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２の本数：１本
【００７６】
（ロ） 固化促進装置
（１） 固化促進物質供給部：スリットノズル
（１）−１ 供給口：幅１０ｍｍ×長さ４００ｍｍ（断面積：４０００ｍｍ２）
（２） 固化促進物質：加湿ガス
（２）−１ 加湿装置：バブリングエア［６０℃の水に圧縮空気を通過させて加湿ガスを発生。配管内の圧力は大気圧（０．１０１ＭＰａ）］
（２）−２ 供給量：５０Ｌ／ｍｉｎ．
（３） 設置位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向５ｃｍの地点を基準として、紡糸方向に対して垂直上方向１００ｍｍの位置に、供給口が位置するように固化促進装置を配置した。なお、供給口の長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００７７】
（ハ） 集積用エアブロー装置
（１）エアー供給部：スリットノズル
（１）−１ 供給口：幅０．１ｍｍ×長さ４００ｍｍ（断面積：４０ｍｍ２）
（１）−２ 供給量：１００Ｌ／ｍｉｎ．
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 設置位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸における液吐出部から吐出方向５０ｃｍの地点を基準として、紡糸方向に対して垂直上方向１５０ｍｍの位置に、供給口が位置するように集積用エアブロー装置を配置した。なお、供給口の長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００７８】
（ニ） 捕集体
（１）捕集体：ネット（表面をフッ素樹脂でコーティングしたメッシュタイプのコンベアネット）の捕集面を各紡糸液の吐出方向中心軸に対して平行に配置
（２）捕集体の位置：紡糸装置の液吐出ノズルの吐出方向中心軸を基準として、重力方向に２００ｍｍの位置に捕集体の捕集面が位置するように配置。
（３）サクション装置：サクションボックス（サクション口：５０ｍｍ×２３０ｍｍ）
【００７９】
（ホ） 紡糸容器：高さ１０１０ｍｍ×幅１０５０ｍｍ×奥行１０１０ｍｍ
（１）紡糸装置、固化促進装置、集積用エアブロー装置、捕集体、サクション装置を紡糸容器内にそれぞれ配置。
【００８０】
（不織布の製造）
次の条件で繊維を捕集体（ネット）上に集積させ、不織布（平均繊維径：４００ｎｍ）を製造したところ、液滴を生じることなく、地合いの優れる不織布を生産性良く製造することができた。
【００８１】
（イ） 第１液吐出ノズルＮｌ１及び第２液吐出ノズルＮｌ２からの吐出量：１０ｇ／時間
（ロ） 空気吐出流速：２５０ｍ／ｓｅｃ．
（ハ） 空気吐出量：１．３Ｌ／ｍｉｎ．
（ニ） 固化促進装置からのガス：バブリングエアを５０Ｌ／ｍｉｎ．の量で供給
（ホ） 集積用エアブロー装置からエアを１００Ｌ／ｍｉｎ.の量で供給
（ヘ） ネットの移動速度：５ｍｍ／ｍｉｎ.
（ト） サクションボックスの吸引条件：１２ｍ３／ｍｉｎ．
【００８２】
（実施例２）
紡糸液をポリビニルアルコール水溶液としたこと、及び固化促進装置から加熱したエア（温度：１５０℃）を供給したこと以外は実施例１と同様の製造方法で、液滴が少ない不織布を生産性良く製造することができた。なお、紡糸液及び固化促進装置は次の通りであった。
【００８３】
（紡糸液）：ポリビニルアルコール（平均重合度９００〜１１００、部分けん化型）を、水に混合して２０ｍａｓｓ％水溶液［粘度（温度：２３℃）：３５００ｍＰａ・ｓ］とし、紡糸液とした。
【００８４】
（固化促進装置）
固化促進物質：加熱エア
エア加熱部：らせん状に巻いた外径１０ｍｍ、内径８ｍｍ、長さ１ｍのステンレススチール配管の外側をフレキシブルヒーターで被覆。なお、配管は圧縮機と接続。
【００８５】
（実施例３）
固化促進装置として赤外線ヒーターを使用して赤外線を照射したこと以外は実施例２と同様にして、液滴が少ない不織布を生産性良く製造することができた。なお、固化促進装置は次の通りであった。
【００８６】
（固化促進装置）：紡糸装置の液吐出ノズルの液吐出部の垂直上方向１００ｍｍの位置に、ハロゲンランプが位置するように近赤外線ハロゲンヒーターを配置した。なお、ハロゲンランプの長さ方向と紡糸装置１０組の配置方向とが平行となるように配置した。
【００８７】
（比較例１）
不織布を製造する際に、固化促進装置からバブリングエアを供給しなかったこと以外は、実施例１と同様にして不織布を製造しようとしたが、液滴が多く、地合いの優れる不織布を製造することができなかった。
【００８８】
（比較例２）
（紡糸液の調製）
実施例１と同じ紡糸液を用意した。
【００８９】
（不織布製造装置の準備）
次の構成からなる不織布製造装置を用意した。
【００９０】
（１） 紡糸液貯蔵部：ステンレスタンク
（２） 空気供給装置：圧縮機
（３） 液吐出ノズルＮｌ：金属製
（３）−１ 液吐出部：０．７ｍｍ径（断面積：０．３８ｍｍ２）の円形
（３）−２ 液用柱状中空部：０．７ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：１．１ｍｍ
（３）−４ ノズル本数：１本
（４） ガス吐出ノズルＮｇ：金属製
（４）−１ ガス吐出部：２．１ｍｍ径（断面積：３．４６ｍｍ２）の円形
（４）−２ ガス用柱状中空部：２．１ｍｍ径の円柱状
（４）−３ ノズル外径：２．５ｍｍ
（４）−４ ノズル本数：１本
（４）−５ 位置：ガス吐出部が液吐出部よりも２ｍｍ上流側の位置で、液吐出ノズルと同心円状に配置、結果として、ガス吐出部は内径１．１ｍｍ、外径２．１ｍｍの中空円形状となる（図３参照）
（５）液仮想柱状部とガス仮想柱状部の距離：０．４ｍｍ
（６）液吐出方向中心軸とガス吐出方向中心軸：一致
（７）ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部の切断面の内周と液用柱状中空部の切断面の外周との距離が最も短い直線の本数：無数
（８）捕集体：ネット（３０メッシュ）
（８）−１ 液吐出部との距離：３００ｍｍ
（９） 繊維吸引装置：ブロア
（１０） 紡糸容器：容積１ｍ３のアクリル容器
（１０）−１ 気体供給装置：精密空気発生装置（（株）アピステ製、１４００−ＨＤＲ）
【００９１】
（不織布の製造）
次の条件で紡糸し、不織布を製造しようとしたが、ほとんど繊維形状とならず、不織布を製造することができなかった。
【００９２】
（イ）液吐出ノズルからの吐出量：３ｇ／時間
（ロ）空気吐出流速：２５０ｍ／ｓｅｃ．
（ハ）ネットの移動速度：０．６５ｍｍ／ｓｅｃ．
（ニ）繊維吸引条件：３０ｃｍ／ｓｅｃ．
（ホ）気体供給条件：２５℃、２７％ＲＨ、１ｍ３／ｍｉｎ．
【符号の説明】
【００９３】
Ｎｌ、Ｎｌｎ 液吐出ノズル
Ｎｌ１ 第１液吐出ノズル
Ｎｌ２ 第２液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｌ１ 第１液吐出部
Ｅｌ２ 第２液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｌ１ 第１液用柱状中空部
Ｈｌ２ 第２液用柱状中空部
Ｈｇ ガス用柱状中空部
Ｈｖｌ 液仮想柱状部
Ｈｖｌ１ 第１液仮想柱状部
Ｈｖｌ２ 第２液仮想柱状部
Ｈｖｇ ガス仮想柱状部
Ａｌ 吐出方向中心軸（液）
Ａｌ１ 第１吐出方向中心軸（液）
Ａｌ２ 第２吐出方向中心軸（液）
Ａｇ 吐出方向中心軸（ガス）
Ｃ ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ１ 外周間の距離が最も短い直線
Ｌ２ 外周間の距離が最も短い直線
１ 紡糸装置
２ 固化促進装置
３ 集積用エアブロー装置
４ 捕集体
５ サクション装置
１２ 第１部材
２２ 第２部材
３２ 第３部材
１４、２４、３４ 供給端部
１６、２６、３６ 対向出口端部
１８ 第１供給スリット
３８ 第１ガススリット
２０ ガスジェット空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する、次の条件を満足する紡糸装置、
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる
（ロ）前記紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び
（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、
を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の不織布製造装置を用いる、不織布の製造方法。
【請求項１】
（イ）紡糸液を吐出できる液吐出部を１箇所以上と、前記いずれの液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部１箇所とを有する、次の条件を満足する紡糸装置、
（１）液吐出部を端部とする液用柱状中空部（Ｈｌ）を有する
（２）ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部（Ｈｇ）を有する
（３）液用柱状中空部（Ｈｌ）を延長した液仮想柱状部（Ｈｖｌ）とガス用柱状中空部（Ｈｇ）を延長したガス仮想柱状部（Ｈｖｇ）とは近接している
（４）液用柱状中空部（Ｈｌ）の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部（Ｈｇ）の吐出方向中心軸とが平行である
（５）ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部（Ｈｇ）の切断面の外周と液用柱状中空部（Ｈｌ）の切断面の外周との距離が最も短い直線を、１本だけ引くことができる
（ロ）前記紡糸装置の液吐出部から吐出した紡糸液に対して、紡糸液の固化を促進する物質を作用させることのできる固化促進装置、及び
（ハ）固化した繊維を捕集できる捕集体、
を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の不織布製造装置を用いる、不織布の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２３７２（Ｐ２０１１−１２３７２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０２６３（Ｐ２００９−１６０２６３）
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
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