特許第6208549号(P6208549)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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  • 特許6208549-セルロース繊維を用いた不織布 図000005
  • 特許6208549-セルロース繊維を用いた不織布 図000006
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6208549
(24)【登録日】2017年9月15日
(45)【発行日】2017年10月4日
(54)【発明の名称】セルロース繊維を用いた不織布
(51)【国際特許分類】
   D04H 3/013 20120101AFI20170925BHJP
   D04H 3/05 20060101ALI20170925BHJP
   D04H 1/425 20120101ALI20170925BHJP
   A45D 44/12 20060101ALI20170925BHJP
   D04H 1/492 20120101ALN20170925BHJP
【FI】
   D04H3/013
   D04H3/05
   D04H1/425
   A45D44/12 C
   !D04H1/492
【請求項の数】6
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2013-230269(P2013-230269)
(22)【出願日】2013年11月6日
(65)【公開番号】特開2015-89977(P2015-89977A)
(43)【公開日】2015年5月11日
【審査請求日】2016年8月29日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100077517
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬
(74)【代理人】
【識別番号】100087413
【弁理士】
【氏名又は名称】古賀 哲次
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100142387
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 都子
(74)【代理人】
【識別番号】100135895
【弁理士】
【氏名又は名称】三間 俊介
(72)【発明者】
【氏名】堺 勝彦
(72)【発明者】
【氏名】後藤 広輝
(72)【発明者】
【氏名】福家 正哉
【審査官】 清水 晋治
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−187313(JP,A)
【文献】 特開2005−120519(JP,A)
【文献】 特開2005−248365(JP,A)
【文献】 特開2004−097785(JP,A)
【文献】 特開2013−144864(JP,A)
【文献】 特開2007−314905(JP,A)
【文献】 特開平09−241958(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
D04H 1/000−18/04
A45D 44/12
44/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルロース繊維からなる交絡部と未交絡部をもつ不織布であって、下記(A)および(B)
(A)交絡部は不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つ
(B)未交絡部の不織布全体に対する面積比率は20%以上70%以下である
の特徴を有する不織布。
【請求項2】
未交絡部の並ぶ方向不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)と直角する方向(不織布の長さ方向:MD方向)と並行でない請求項1に記載の不織布。
【請求項3】
不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)において、湿潤状態で、50gf/cmの一定荷重をかけた時の伸度が10%以上50%以下である請求項1または2に記載の不織布。
【請求項4】
不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)において、湿潤状態のヤング率が5mPa以上50mPa以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の不織布。
【請求項5】
不織布の目付が20g/m2以上60g/m2以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の不織布。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の不織布を含むフェイスマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、意匠性が良好で、湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合、着用時の取扱い性や密着感に優れる不織布、特に化粧用不織布に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、セルロース繊維不織布は美容向けのフェイスマスクとして広く使用されている。例えば、銅アンモニアレーヨン原液を流下緊張法によりウエブ化し、ウエブ化時に繊維が自己接着し、その後、高圧水流処理で3次元交絡を行って不織布化した再生セルロース連続長繊維不織布は、湿潤時の形態安定性が良好で、肌触りに優れている(例えば下記特許文献1参照)。
また、ストライプ模様を有する不織布において、良好な意匠性と強度特性を兼ね備えた、コットン、パルプ、レーヨン等のセルロース繊維不織布が開発されている(例えば下記特許文献2参照)。
【0003】
しかしながら、近年需要が拡大してきた、美容向けのフェイスマスク専用不織布の開発は十分でなく、以下のような問題点があった。
(1)薄い不織布は、一般的に異方性が高く、フェイスマスク着用時の取り扱い性や形態安定性が良くない。
(2)取り扱い性の良い不織布は、目付や布厚みが増し、薄さ、透明性及び柔軟性を維持できない。
(3)バインダー等の不純物が入っている事が多く、肌への刺激性を否定できない。
(4)再生セルロース繊維は、一般的に湿潤強力が低下し、伸度が増大するため、寸法安定性が悪くなりやすい。
(5)従来のセルロース繊維及びポリエステルなど合繊を複合した不織布は、強度が高く、取扱い性は改善されるが、密着感や保液性等のフェイスマスクに重要な機能が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4471620号公報
【特許文献2】特開2013−64226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解決し、意匠性が高く、薄くても、湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合、着用時の取扱い性や密着感に優れる不織布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、セルロース繊維不織布の未交絡部と交絡部の比率(未交絡比率)が特定範囲にあり、且つ、交絡部と未交絡部が不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部が交絡部に囲まれた独立した空間を持つ場合に、意匠性が良好で、薄くても湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合に、着用時の取扱い性や密着感に優れる事を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の構成を有している。
【0007】
(1)セルロース繊維からなる交絡部と未交絡部をもつ不織布であって、下記(A)および(B)
(A)交絡部は不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つ
(B)未交絡部の不織布全体に対する面積比率は20%以上70%以下である
の特徴を有する不織布。
(2)未交絡部の並ぶ方向不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)と直角する方向(不織布の長さ方向:MD方向)と並行でない上記(1)に記載の不織布。
(3)不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)において、湿潤状態で、50gf/cmの一定荷重をかけた時の伸度が10%以上50%以下である上記(1)または(2)に記載の不織布。
(4)不織布の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)において、湿潤状態のヤング率が5mPa以上50mPa以下である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の不織布。
(5)不織布の目付が20g/m2以上60g/m2以下である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の不織布。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の不織布を含むフェイスマスク。
【発明の効果】
【0008】
本発明の不織布は、意匠性が良好で、薄くても湿潤時に縒れにくく、フェイスマスクに加工した場合に、着用時の取扱い性や密着感に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施例1における不織布の水流交絡パターンの平面図である。
図2】比較例1における不織布の水流交絡パターンの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明の不織布を構成するセルロース繊維としては、銅アンモニアレーヨン、ビスコースレーヨン、テンセル(リヨセル)およびポリノジック等の再生セルロース繊維、コットン、パルプ、麻等の天然セルロース繊維が用いられ、好ましくは再生セルロース繊維である。この繊維は連続長繊維でも短繊維でも構わないが、連続長繊維は、短繊維のものよりも、よりリントフリー性に優れ、吸液性にも優れている。また、バインダーや界面活性剤を付与したセルロース繊維不織布では、吸水性の低下や、成分の溶出が懸念されるため、ノーバインダーのセルロース繊維不織布であることが好ましい。
【0011】
本発明で用いられるセルロース繊維の繊維径は、4μm以上12μm以下であることが好ましい。より好ましくは4μm以上10μm以下であり、更に好ましくは4μm以上6μm以下である。4μm未満の場合、繊維組織が緻密になり過ぎて、湿潤時の伸度が低下し、剛くなり過ぎて、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が低下してしまう。一方で、12μmより大きい場合、繊維組織が粗大となり、湿潤時の伸度が過剰となり、取扱いが悪くなる。
【0012】
本発明のセルロース繊維不織布の目付は、20g/m2以上60g/m2以下であることが好ましい。より好ましくは25g/m2以上55g/m2以下であり、更に好ましくは30g/m2以上50g/m2以下である。セルロース繊維不織布の目付が20g/m2未満の場合、薄すぎる為に取扱い性が著しく低下し、実用的でない。一方で、目付が60g/m2より大きい場合、取扱い性は優れるが、布厚み及び剛性が増し、肌の動きに追随せず、例えば着用感などのフェイスマスク性能そのものが悪くなる。
【0013】
本発明のセルロース繊維不織布の厚みは0.20mm以上0.50mm以下であることが好ましい。より好ましくは0.25mm以上0.50mm以下であり、更に好ましくは0.25mm以上0.35mm以下である。セルロース繊維不織布の厚みが0.20mm未満の場合、薄すぎるために取扱い性が著しく低下する。0.50mmより大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤時の強度が増し、フェイスマスク着用感が低下する。
【0014】
本発明のセルロース繊維不織布の密度は0.25g/m3以下であることが好ましい。より好ましくは0.20g/m3以下である。セルロース繊維不織布の密度が0.25より大きい場合、湿潤時の密着感などフェイスマスク着用感が低下する。また、本発明のセルロース繊維不織布の密度は低い方が好ましいが、現実的には0.15g/m3以上が好ましい。
【0015】
本発明のセルロース繊維不織布の未交絡部の不織布全体に対する面積比率は、20%以上80%以下であることが好ましい。より好ましくは40%以上80%以下であり、更に好ましくは40%以上70%以下である。セルロース繊維不織布の未交絡部の面積比率が20%未満の場合、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下する。80%より大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤時の強度が過剰となり、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が悪く、フェイスマスクの着用感が低下する。
【0016】
また、不織布の交絡部は、不織布の一方向に沿って複数列存在し、蛇行しており、相互に複数の交点を有し、未交絡部は交絡部に囲まれた独立した空間を持つ事を特徴とする。一連の未交絡部が並ぶ方向は、不織布繊維の伸長性を有する方向(不織布の幅方向:CD方向)と直角する方向(不織布の長さ方向(機械方向):MD方向)に対して並行でなく、交絡部がバイアス方向に波型曲線を描きながら、未交絡部分を残すことで、不織布繊維の伸長性を有する方向の強度を高く保つ事が可能となる。
【0017】
一方、未交絡部が無い通常の不織布では、伸び過ぎて取扱い性が悪い。未交絡部分が交絡部分に囲まれて独立して存在する事で、伸び過ぎず取扱い性に優れる。また、例えば、上記特許文献2に記載のストライプ模様を有する不織布は、交絡部及び未交絡部が相互に離間し、平行でかつ連続したストライプ状である為、湿潤時の特に不織布繊維の伸長性を有する方向の引張り強度が弱い。
【0018】
図1は本発明の不織布の水流交絡パターンの平面図の一例である。図中2が交絡部であり、複数列存在し、不織布の機械方向(MD方向)に対して蛇行しており、隣接する交絡部同士が交点4で交差している。従って、未交絡部3は交絡部2によって囲まれた独立空間となっている。そして、一連の未交絡部3が並んでいる方向kは不織布の機械方向(MD方向:長さ方向)と並行していない。未交絡部3は不織布の機械方向と並行ではない一定方向に並んでいるので、本発明の不織布は優れた意匠性を有する。しかし、未交絡部の面積比率が20%未満になると、未交絡部は、後述するようにマイクロスコープを用いた画像解析では確認できるが、肉眼では独立した空間と確認できず、意匠性も劣る。
【0019】
本発明の不織布の交絡の方法は公知の交絡方法が何ら制限なく用いられ、特に限定されないが、水流交絡が好ましく、例えば柱状流が好適に用いられる。柱状流ノズルが一列の場合、交絡部分と未交絡部分は互いに離間しながら一定の間隔で不織布が形作られるため、本発明の不織布を作ることはできない。
本発明の不織布をつくるためには複数列のノズルが必要である。列が多すぎると未交絡部分が殆ど無くなってしまい、列が少ないと未交絡部の比率は高くなるが、ノズル詰まりを起こした時の影響が大きくなる。一方、ノズルピッチも重要な要素であり、ノズルピッチが広すぎると未交絡部分が多くなり過ぎ、狭すぎると未交絡部分が殆ど無くなってしまう。本発明では、ノズルピッチとノズル列の数を適切に設定する必要がある。例えば、MD方向には8.0mm〜15.0mmピッチ、CD方向には2.0mm〜4.0mmピッチ、ノズルの列は2列〜4列等に設定する。図1において、1がノズルヘッダーであり、各ノズルヘッダーは2本のノズル列5および6から構成されている。ノズル列5および6の間隔がMD方向のノズルピッチであり、各ノズル列にはCD方向に一定ピッチでノズル孔7が設けられている。各ノズルヘッダーは交絡部2を蛇行させるために、機械方向(MD方向)と直角方向(CD方向)に往復運動している。
【0020】
本発明のセルロース繊維不織布の50gf/cm一定荷重時の伸度は、不織布の伸長性を有する方向において、湿潤状態で、10%以上50%以下であることが好ましい。より好ましくは10%以上40%以下であり、更に好ましくは10%以上35%以下である。セルロース繊維不織布の伸度が10%未満の場合、取り扱い性は優れるが、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時に剛く、肌への追従性が悪い為、フェイスマスクの着用感が低下する。50%より大きい場合、湿潤時の伸度が高く、かつ、交絡が不十分で解れ易い。
【0021】
本発明のセルロース繊維不織布のヤング率は、湿潤状態で、不織布の伸長性を有する方向において、5mPa以上50mPa以下であることが好ましい。より好ましくは10mPa以上40mPa以下であり、更に好ましくは10mPa以上30mPa以下である。セルロース繊維不織布のヤング率が5mPa未満の場合、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下する。50mPaより大きい場合、取り扱い性は優れるが、湿潤強度が過剰となり、例えば、フェイスマスクに加工した場合、装着時の肌への追従性が悪く、フェイスマスクの着用感が低下する。
【0022】
本発明において化粧用不織布とは、化粧用フェイスマスク用不織布シート及び制汗用不織布シート、ウエットティッシュ、メイク落とし等のWET拭き取りシートなど、化粧用バルクやアルコール含浸用基材として用いられている不織布を言う。
【実施例】
【0023】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明における測定方法を以下に示す。
(1)繊維径(μm)
セルロース繊維不織布を、走査型電子顕微鏡、日本電子製JSM−6380を用いて10000倍の倍率で観察し、任意の50本を選び繊維径を測定し、平均値を求めた。
(2)目付(g/m2
0.05m2以上の面積のセルロース繊維不織布を、105℃で一定重量になるまで乾燥後、20℃、65%RHの恒温室に16時間以上放置してその重量を測定し、不織布のm2当たりの重量(g)を求めた。
【0024】
(3)厚み(mm)
セルロース繊維不織布を、JIS−L1096準拠の厚み試験にて荷重を1.96kPaとして測定した。
(4)密度(g/cm3
セルロース繊維不織布の厚みと目付をそれぞれ10回測定し、その平均値となる厚み(mm)Aと目付B(g/m2)を用いて次式により密度を算出した。
密度 = ( B / A ) / 1000
【0025】
(5)未交絡部の不織布全体に対する面積比率(%)
マイクロスコープ(10倍)を用いた画像解析より、未交絡部が50点入るような不織布面積A(mm2)において、未交絡部の合計面積B(mm2)を測定し、全体の面積A(mm2)とから、次式により未交絡部の面積比率を求めた。
未交絡部の面積比率=( B / A ) ×100
【0026】
(6)50gf/cm一定荷重下での伸度(%)
カトーテック株式会社製のKES-FB1引張り試験機を用いて評価した。20cm×20cmの試験片を蒸留水に浸漬させて、1分後、液垂れがしない程度に軽く絞り、引張り試験機にて、不織布の伸長性を有する方向において、荷重50gf/cm下での伸度を3回測定し、平均して求めた。
【0027】
(7)ヤング率(mPa)
JIS L 1096に準拠して、幅5cm、長さ15cmの試験片を把握長10cmとなる様に把持し、定速伸長型引張り試験機(商品名:テンシロンUCT−1t(オリエンテック株式会社製))を用いて不織布の伸長性を有する方向に、引っ張り速度が30cm±3cm/minの条件で伸長させ、試料が破断するときのヤング率を測定した。
【0028】
(8)着用感
被験者20人でフェイスマスク着用感の官能評価を行った。評価方法および判定基準は以下のとおりであり、20人の平均値をそのサンプルの肌触りの官能評価の値とした。
評価方法:各素材の試験用不織布をフェイスマスク型にカットし、ドライ状態で4つ折にしたフェイスマスク型のサンプルを純水を用いて、各素材毎の吸水倍率量を含浸させる。1分間放置後、フェイスマスク型サンプルを展開して、顔に装着する。この際、取り扱い性・密着性・柔軟性等を評価する。装着後、5分間放置状態で、鏡越しに見て密着感の程度を評価する。
判定基準:国立大学法人 信州大学大学院と旭化成せんい株式会社の共同研究結果より得られた、官能検査 SD法(−3点以上+3点以下)に準拠して、下記表1記載の判定基準に従って評価した。
【0029】
【表1】
【0030】
(実施例1)
コットンリンター(重合度900〜1000)を銅アンモニア溶液で溶解し(コットンリンター10wt%、アンモニア7wt%、銅3wt%)紡糸原液を準備した。原液吐出孔が直径0.6mm、45個/cm2である紡糸口金を用い1ホール当たりの吐出量が0.09cc/minにて、流下緊張下で連続してネット上に5層重ねで紡糸してセルロース連続長繊維ウエブを得た。得られたセルロース連続長繊維ウエブを希硫酸で再生し、水洗後得られた再生セルロース連続長繊維ウエブを40メッシュのコンベアーネット(支持体)上で、列数が2列、列の間隔が8mm、CD方向に4mmピッチの柱状流ノズル孔を有する3本のノズルヘッダー(ノズルヘッダー間隔は100mm)を用いて、3mPaの高圧水流で水流交絡処理を行い、シートを交絡させた後、100℃の熱風乾燥を行い、水流交絡部と未交絡部が表面に形成された再生セルロース連続長繊維不織布を得た。なお、ノズルヘッダーをウエブの進行方向と直角に往復運動させることにより、交絡部を蛇行させた。
【0031】
得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が40.0g/m2、厚みが0.25mmであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が49.3%であった。得られた不織布の平面図を図1に、特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。表2および表3からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として、極めて良好な不織布であった。
【0032】
(実施例2)
再生セルロース繊維不織布(レーヨン100%繊維)を用いて、実施例1と同様の条件で、40メッシュのコンベアーネット(支持体)上で、列数が2列、列の間隔が8mm、CD方向に4mmピッチの柱状流ノズル孔を有する3本のノズルヘッダー(ノズルヘッダー間隔は100mm)を用いて、3mPaの高圧水流で水流交絡処理を行い、シートを交絡させた後、100℃の熱風乾燥を行った。
得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が38.4g/m2、厚みが0.27mm、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が53.2%であった。特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。表2および表3からも判る通り、得られた再生セルロース繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として極めて良好な不織布であった。
【0033】
(実施例3)
原液吐出孔が直径0.3mm、180個/cm2である紡糸口金を用い、1ホール当たりの吐出量が0.02cc/min、交絡処理における列の間隔が15mmとしたこと以外は実施例1と同様の条件にて、5層構造の再生セルロース連続長繊維不織布を得た。得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が29.6g/m2、厚みが0.28mmであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が61.6%であった。特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。表2および表3からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、フェイスマスクに加工した場合の装着時の扱い易さ、及び肌との密着感が良好で、化粧用の各種用途に使用する不織布として、極めて良好な不織布であった。
【0034】
(比較例1)
実施例1において、紡糸口金のホール数を1300個/cm2、交絡処理における列数を7列、列の間隔を0.4mm、CD方向のノズル孔のピッチを2.5mm、孔径を0.15mmにしたこと以外は、実施例1と同様の条件にて、5層構造の再生セルロース連続長繊維不織布を得た。得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、目付が40.0g/m2、厚みが0.30mmであり、未交絡部の不織布全体に対する面積比率が19.0%であった。得られた不織布の平面図を図1に、特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。表2および表3からも判る通り、得られた再生セルロース連続長繊維不織布は、湿潤時の伸度が高く、取扱い性が著しく低下し、フェイスマスクに加工した場合の装着時の着用感が劣り、本発明の不織布に比べ、各種の用途に使用するには、問題のあるものであった。また、肉眼では未交絡部が独立した空間と確認できず、意匠性にも劣るものであった。
【0035】
(比較例2)
市販のセルロース繊維不織布(三和紙業製、リヨセル/パルプ複合繊維)を用いて、比較例1と同様の交絡処理を行なった。得られたセルロース繊維不織布の目付は34.5g/m2、厚みは0.38mm、未交絡部の不織布全体に対する面積比率は19.9%であった。特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。
【0036】
(比較例3)
上記特許文献2の実施例2の記載に準じて、セルロース及び合繊複合不織布(ダイワボウホールディングス株式会社製、パルプ/ポリエステル複合繊維)を用いて、構成繊維が交絡された繊維ウエブの一部が交絡により再配列され、相互に離間したストライプの幅が5mmであるスパンレース不織布を得た。得られた不織布の目付は40.2g/m2、厚みは0.39mm、未交絡部の不織布全体に対する面積比率は82.3%であった。特性及び機能性の評価結果を表2および表3に示す。
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明の不織布は化粧用フェイスマスク用不織布シート及び制汗用不織布シート、アルコールウエットティッシュ、メイク落とし等のWET拭き取りシートなど、化粧用バルクやアルコール含浸用基材としてコスメ分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0040】
1 ノズルヘッダー
2 交絡部
3 未交絡部
4 交点
5 ノズル列
6 ノズル列
7 ノズル孔
図1
図2