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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022030583
(43)【公開日】2022-02-18
(54)【発明の名称】不織布製造装置および製造方法
(51)【国際特許分類】
D04H 3/16 20060101AFI20220210BHJP
D04H 3/153 20120101ALI20220210BHJP
D01D 5/098 20060101ALI20220210BHJP
D01D 5/08 20060101ALI20220210BHJP
【ＦＩ】
D04H3/16
D04H3/153
D01D5/098
D01D5/08 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020134696
(22)【出願日】2020-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】512218577
【氏名又は名称】豊通ケミプラス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103207
【弁理士】
【氏名又は名称】尾崎 隆弘
(72)【発明者】
【氏名】松山 宗平
【テーマコード（参考）】
4L045
4L047
【Ｆターム（参考）】
4L045AA06
4L045BA03
4L045BA44
4L045DA08
4L045DA41
4L045DA45
4L047AA28
4L047AB03
4L047AB08
4L047BA09
4L047EA05
4L047EA22
(57)【要約】 （修正有）
【課題】容易に不織布構造を変化させることが可能な不織布製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置１であって、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群２４を形成する、第１口金２３と、第２フィラメント群３７を形成する、第２口金３２と、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群２７を形成する第３口金２６と、冷却装置４と、前記第１フィラメント群２４、第２フィラメント群３７、および第３フィラメント群２７を下方に牽引するためのエジェクター５と、前記エジェクター５から噴出されるフィラメント群が混合された混合フィラメント群Ｆを捕集し、下流側に搬送する捕集コンベア６とを備える、不織布製造装置１である。
【選択図】図１
【解決手段】平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置１であって、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群２４を形成する、第１口金２３と、第２フィラメント群３７を形成する、第２口金３２と、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群２７を形成する第３口金２６と、冷却装置４と、前記第１フィラメント群２４、第２フィラメント群３７、および第３フィラメント群２７を下方に牽引するためのエジェクター５と、前記エジェクター５から噴出されるフィラメント群が混合された混合フィラメント群Ｆを捕集し、下流側に搬送する捕集コンベア６とを備える、不織布製造装置１である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置であって、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第１口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第３口金と、
少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する冷却装置と、
前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引するエジェクターと、
前記エジェクターから噴出される第１フィラメント群、第２フィラメント群、第３フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、
不織布製造装置。
熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第１口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第３口金と、
少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する冷却装置と、
前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引するエジェクターと、
前記エジェクターから噴出される第１フィラメント群、第２フィラメント群、第３フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、
不織布製造装置。
【請求項2】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも高いことを特徴とする、請求項１の不織布製造装置。
【請求項3】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも低いことを特徴とする、請求項１の不織布製造装置。
【請求項4】
平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置であって、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸し第１フィラメント群を形成する、多数の紡糸孔を有する第１口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、
少なくとも第１フィラメント群を冷却する冷却装置と、
前記第１フィラメント群と第２フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引するためのエジェクターと、
エジェクターから噴出される第１フィラメント群と第２フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、
不織布製造装置。
熱可塑性樹脂を溶融紡糸し第１フィラメント群を形成する、多数の紡糸孔を有する第１口金と、
熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、
少なくとも第１フィラメント群を冷却する冷却装置と、
前記第１フィラメント群と第２フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引するためのエジェクターと、
エジェクターから噴出される第１フィラメント群と第２フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、
不織布製造装置。
【請求項5】
平均繊維径２～５μｍの極細繊維と平均繊維径１５～３０μｍの連続繊維を含む不織布の製造方法であって、
第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成し、第３口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する工程と、
少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する工程と、
前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群をエジェクターに導入し、空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、
不織布の製造方法。
第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成し、第３口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する工程と、
少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する工程と、
前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群をエジェクターに導入し、空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、
不織布の製造方法。
【請求項6】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも高いことを特徴とする、請求項５の不織布の製造方法。
【請求項7】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも低いことを特徴とする、請求項５の不織布の製造方法。
【請求項8】
平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と、平均繊維径が１５～３０μｍの連続繊維を含む不織布の製造方法であって、
第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成する工程と、
少なくとも第１フィラメント群を冷却する工程と、
前記第１フィラメント群および第２フィラメント群をエジェクターに導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、
不織布の製造方法。
第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成する工程と、
少なくとも第１フィラメント群を冷却する工程と、
前記第１フィラメント群および第２フィラメント群をエジェクターに導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、
不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、極細繊維を含む不織布の製造装置および製造方法に関し、特に、吸音材として用いる不織布の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から自動車や家電製品、住宅の内装には、吸音材として、グラスウール、ロックウール、アルミ繊維、多孔性セラミックなどが使用されている。しかし、これらの吸音材は、施工性、人体への障害、リサイクルなどの点で問題がある。また、特に自動車などの車両用吸音材としては、軽量な素材であることが要求される。そこで、これらの要求を満たすため、近年では不織布を用いた吸音材が提案されている。
【0003】
吸音材としてさまざまな構成の不織布や、不織布の積層体が検討されている。特に、ナノ繊維やサブミクロン繊維と称される極細繊維を他の繊維と組み合わせて成る不織布を用いることにより、特徴的な吸音特性を示すことが知られている。
【0004】
特許文献１は、緻密な構造の表面材と、粗な構造の裏面材とを接合してなる吸音性積層体であって、該表面材が平均繊維径１０～３０μｍの連続長繊維層（Ｓ）と、平均繊維径が０．５～７μｍのメルトブローン微細繊維層（Ｍ）とをＳＭ型またはＳＭＳ型の構造に積層し、熱圧着により一体化した積層不織布である、吸音性積層体を開示している。
【0005】
また、特許文献２は、緻密な構造の面材と、粗密な構造の基材とを接合してなる複合吸音材であって、該緻密な構造の面材は、高融点成分を含む熱可塑性合成繊維層（Ａ）、中間層としての熱可塑性合成極細繊維層（Ｂ）、該（Ａ）の高融点繊維より30℃以上低融点である低融点成分を含む熱可塑性合成繊維を含む層（Ｃ）を、熱圧着して積層一体化した積層不織布である、複合吸音材を開示している。
【0006】
ところで、メルトブローン不織布において、異なる繊維径の繊維を含む不織布の製造方法が検討されている。特許文献３は、２種の長繊維が混繊されてなる不織布であって、該２種の長繊維が互いに異なる熱可塑性樹脂を用いて構成されており、当該不織布中に存在している長繊維の繊維径の合算値をその長繊維の構成本数で除して得られた平均繊維径が０．１～１０μｍであり、不織布を構成している長繊維において繊維径０．１～３μｍである長繊維の割合が５０構成本数％以上であり、３μｍを超える長繊維の割合が５０構成本数％以下であり、且つ不織布の比容積が２０ｃｍ3／ｇ以上であるメルトブロー製法で作られている混繊長繊維不織布が開示されている。
【0007】
【特許文献1】特許４５７４２６２号公報
【特許文献2】特許４９１９８８１号公報
【特許文献3】特許５４８９０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献１、２の場合、表面材として、繊維径が比較的大きいスパンボンド繊維層（S）と、メルトブローン極細繊維層（M）を積層する積層工程が必要となるため、工程が複雑となる。また、不織布を吸音材として用いる場合、吸音する周波数を変化させたい場合は異なる繊維層をそれぞれ作る必要があるため時間がかかり、煩雑となる。また、不織布を吸音材として用いる場合、表面材がSMS型またはSM型の積層体であるため、面方向のどの部位においても同一の吸音特性を示し、特定の周波数の吸音率は高いという利点はあるものの、広域の周波数を持つ音に対して吸音性を持たせることが難しかった。
【0009】
一方、特許文献３では、大きな繊維径の差を出すことは難しく、吸音材として用いた場合に優れた吸音率を得ることが難しいという問題がある。一般的には、紡糸可能な繊維径はスパンボンド紡糸法では１．５～４デニール、メルトブローン紡糸法では０．１～０．３デニールであり、どちらか一方の紡糸法では、大きな繊維径の差を付けられず、吸音性能に特徴を持たせることができない。
【0010】
そこで、本発明では、平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの繊維を含む不織布を得ることができ、容易に不織布構造を変化させることができる不織布製造装置および不織布製造方法の提供を目的とする。特に、不織布を吸音材として用いた場合は目的の吸音周波数に合わせ、不織布構造と吸音特性を容易に変化可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置であって、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第１口金と、熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する多数の紡糸孔を有する第３口金と、少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する冷却装置と、前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引するエジェクターと、前記エジェクターから噴出される第１フィラメント群、第２フィラメント群、第３フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、不織布製造装置である。
【0012】
これによれば、スパンボンド紡糸機の第１口金、第３口金から紡糸された第１フィラメント群と第３フィラメント群と、メルトブローン紡糸機の第２口金から紡糸された第２フィラメント群とを同一のエジェクターを通して混合フィラメントとするため、紡糸速度や牽引速度等を変更することにより、メルトブローン繊維とスパンボンド繊維の比率、溶着の程度など、製造される不織布の構造を容易に変更することができる。特に、不織布を吸音材として用いる場合には、不織布の構造を変化することにより、吸音特性を変化させることができる。
【0013】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも高いことが好ましい。
【0014】
ここで、第２フィラメント群の牽引速度は、第２口金において紡出された溶融樹脂が高速空気流により牽引される速度である。また、エジェクターにおける混合フィラメント群の牽引速度は、エジェクターにおいて第１、第３フィラメント群が牽引され、第２フィラメント群とともに噴出される速度である。
【0015】
これによれば、製造された不織布が、メルトブローン紡糸機の第２口金から紡糸されて形成された極細繊維を比較的多く含むことができる。そのため、製造された不織布を他の不織布と積層した積層吸音材の表面材として用いた場合には、不織布の通気抵抗が高く、面共振が明確に表れ、２００～８００Hｚの中周波数領域にある共振周波数（例えば５００Hｚ前後）の吸音率を高くできる。不織布の通気抵抗が高いと共振時に不織布の隙間に空気が流れにくく、空気のダンピングが利用できず、吸音率がピークとなって現れる。さらに、製造された不織布には、極細繊維が比較的表面に多い領域と、繊維径の大きい連続繊維が表面に比較的多い領域がランダムに存在するため、広域の周波数に対する吸音率を有する。
【0016】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも低いことが好ましい。
【0017】
これによれば、製造された不織布が、スパンボンド紡糸機の第１、第３口金から紡糸された繊維を多く含む。そのため、通気抵抗は低く、裏面材として他の不織布と積層した場合には、高周波数領域（１０００～６３００Hｚ）の音を裏面材の不織布に侵入させ、裏面材で吸音させることができる。通気抵抗が低いため共振時に不織布隙間を空気が流れ、空気のダンピングを利用でき、吸音率のピークはブロードする。また、製造された不織布には、極細繊維が部分的に存在するため、積層吸音材の表面材として用いた場合には広域の周波数において吸音することができる。
【0018】
また、本発明は、平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布の製造装置であって、熱可塑性樹脂を溶融紡糸し第１フィラメント群を形成する、多数の紡糸孔を有する第１口金と、熱可塑性樹脂を溶融紡糸する多数の紡糸孔と、該紡糸孔を挟むように設けられたスリットを有し、該スリットから噴出される高速空気により溶融樹脂を牽引細化して第２フィラメント群を形成する、第２口金と、少なくとも第１フィラメント群を冷却する冷却装置と、前記第１フィラメント群と第２フィラメント群を導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引するためのエジェクターと、エジェクターから噴出される第１フィラメント群と第２フィラメント群が混合された混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する捕集コンベアとを備える、不織布製造装置である。
【0019】
本発明は、平均繊維径２～５μｍの極細繊維と平均繊維径１５～３０μｍの連続繊維を含む不織布の製造方法であって、第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成し、第３口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第３フィラメント群を形成する工程と、少なくとも第１フィラメント群および第３フィラメント群を冷却する工程と、前記第１フィラメント群、第２フィラメント群、および第３フィラメント群をエジェクターに導入し、空気流によって第１フィラメント群および第３フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、不織布の製造方法である。
噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、不織布の製造方法である。
【0020】
さらに、上記製造方法から製造される不織布を表面材とし、他の不織布を裏面材として積層する工程を備えることが好ましい。
【0021】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも高いことが好ましい。
【0022】
前記第２口金における前記第２フィラメント群の牽引速度が、前記エジェクターにおける前記混合フィラメント群の牽引速度よりも低いことが好ましい。
【0023】
平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と、平均繊維径が１５～３０μｍの連続繊維を含む不織布の製造方法であって、第１口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して第１フィラメント群を形成し、第２口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を紡出するとともに、該紡糸孔を挟むように設けたスリットから噴出される高速空気により樹脂を牽引細化させて第２フィラメント群を形成する工程と、少なくとも第１フィラメント群を冷却する工程と、前記第１フィラメント群および第２フィラメント群をエジェクターに導入し空気流によって第１フィラメント群を下方に牽引し、混合フィラメント群を噴出する工程と、噴出された前記混合フィラメント群を捕集し、下流側に搬送する工程とを備える、不織布の製造方法である。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、平均繊維径が２～５μｍの極細繊維と平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維を含む不織布を得ることができ、また、容易に不織布構造を変化できる。特に、不織布を吸音材として用いる場合は、吸音したい周波数に合わせた不織布構造を有する不織布を提供できる。また、比較的広域の周波数を持つ音に対して吸音性を有する不織布が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本実施形態にける不織布製造装置の一例を表す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本実施形態における不織布製造装置１について、図１を参照して説明する。
不織布製造装置１は、スパンボンド紡糸機２と、メルトブローン紡糸機３と、スパンボンド紡糸機２から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７（第１フィラメント群、第３フィラメント群）を冷却する冷却装置４と、スパンボンド紡糸機２から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７とメルトブローン紡糸機３から紡糸されるメルトブローン繊維群３７（第２フィラメント群）を導入し、空気流によってスパンボンド繊維群２４、２７を下方に牽引するエジェクター５と、エジェクター５から噴出される混合フィラメント群Fを捕集し、下流側に搬送する捕集コンベア６と、搬送された混合フィラメント群Fからなるウェブを板厚調整するための板厚調整装置７と、板厚調整後の不織布を巻き取るワインダー８とを備える。
不織布製造装置１は、スパンボンド紡糸機２と、メルトブローン紡糸機３と、スパンボンド紡糸機２から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７（第１フィラメント群、第３フィラメント群）を冷却する冷却装置４と、スパンボンド紡糸機２から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７とメルトブローン紡糸機３から紡糸されるメルトブローン繊維群３７（第２フィラメント群）を導入し、空気流によってスパンボンド繊維群２４、２７を下方に牽引するエジェクター５と、エジェクター５から噴出される混合フィラメント群Fを捕集し、下流側に搬送する捕集コンベア６と、搬送された混合フィラメント群Fからなるウェブを板厚調整するための板厚調整装置７と、板厚調整後の不織布を巻き取るワインダー８とを備える。
【0027】
スパンボンド紡糸機２は、押出機２０、ギアポンプ２１、紡糸ブロック２２および２５、および口金２３、２６を備える。メルトブローン紡糸機３は、押出機３０、ギアポンプ３１、およびメルトブローンダイ３２を備える。
【0028】
スパンボンド紡糸機２では、押出機２０に供給された熱可塑性樹脂が溶融、押し出され、ギアポンプ２１を経て、紡糸ブロック２２、２５に送られる。紡糸ブロック２２、２５には、それぞれ、多数の紡糸孔を有する口金２３（第１口金）、口金２６（第３口金）が取付けられており、口金２３、２６の紡糸孔から溶融樹脂が紡糸され、スパンボンド繊維群２４、２７が形成される。スパンボンド紡糸機２の口金２３、２６の紡糸孔の直径は、０．０７～２．０ｍｍが好ましい。
【0029】
口金２３、２６から溶融紡糸された、連続繊維からなるスパンボンド繊維群２４、２７は、エジェクター５により牽引され、延伸、細化さる。口金２３、２６と、エジェクター５の間には、少なくともスパンボンド繊維群２４、２７を冷却風４Aにより冷却する、冷却装置４が配置される。スパンボンド繊維群２４、２７は、冷却装置４により、所定の温度まで冷却される。
【0030】
スパンボンド紡糸機２の押出機２０に供給する熱可塑性樹脂としては、スパンボンド繊維を構成可能であれば、特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。特に、材料コストの観点から、PET樹脂が好ましい。
【0031】
口金２３、２６における、溶融樹脂の単孔吐出量は、０．１～０．６g/分が好ましい。上記範囲より小さいと生産性が低くなり、上記範囲を超えると繊維径のばらつきが大きくなる虞がある。紡糸孔の孔間距離は、６～１２ｍｍが好ましい。孔間距離が上記範囲よりも小さいと、エジェクター５内で、スパンボンド繊維同士が接触しやすくなり、接触した部分が溶着し、溶着箇所が多すぎる虞がある。溶着箇所が多すぎると、吸音材として用いる場合、繊維が振動しにくくなり吸音率が低くなる。一方、孔間距離が上記範囲よりも大きいと、エジェクター５内でスパンボンド繊維同士が接触しにくくなり、溶着箇所が少なくなり、溶着強度が低下し、製品化した際に強度が低くなる虞がある。
【0032】
メルトブローン紡糸機３では、押出機３０に供給された熱可塑性樹脂が溶融、押し出され、ギアポンプ３１を経て、多数の紡糸孔３５を有するメルトブローンダイ３２（第３口金）に送られる。メルトブローンダイ３２では、樹脂通路３３に供給された溶融樹脂が各紡糸孔３５から下方に向かって押し出される。なお、図１では、押し出される一本の繊維のみを示している。一方で、紡糸孔３５の列を両側から挟むようにスリット３４a、３４ｂが形成され、これらのスリットにより空気通路が形成され、空気通路から送られる高温高圧空気が、溶融樹脂の押出時に斜め下方に向かって噴出され、高温高圧空気により樹脂は牽引細化され、糸状に吹き出し、メルトブローン繊維群３７を形成する。メルトブローンダイ３２の紡糸孔３５は、直径０．２～１．０ｍｍが好ましい。高温高圧空気により牽引細化されたメルトブローン繊維群３７の平均繊維径は２～５μｍが好ましい。
【0033】
メルトブローン紡糸機３の押出機３０に供給する熱可塑性樹脂としては、メルトブローン繊維を構成可能であれば、特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。特に、材料コストの観点から、PET樹脂が好ましい。
【0034】
メルトブローンダイ３２における溶融樹脂の単孔吐出量は、０．１～０．５g/分が好ましい。上記範囲より小さいと生産性が低くなり、上記範囲を超えると十分な細化が行われない虞がある。紡糸孔の孔間距離は、２５～３０ｍｍが好ましい。孔間距離が上記範囲よりも小さいと、メルトブローン繊維同士が溶着する虞がある。一方、孔間距離が上記範囲よりも大きいとメルトブローン繊維同士の溶着強度の低下の問題がある。
【0035】
スリット３４a、３４ｂから噴出される高温高圧空気の空気流の流速は、通常１００～２００m/sであり、温度は１００～２５０℃である。
【0036】
本実施形態においては、メルトブローンダイ３２の前後（不織布搬送方向の上流側および下流側）にスパンボンド紡糸機２の紡糸ブロック２２、２５と口金２３、２６が配置され、メルトブローン繊維群３７を前後から挟むようにスパンボンド繊維群２４、２７が噴出される。メルトブローンダイ３２の４５０～６５０ｍｍ下方に、エジェクター５が配置される。
【0037】
メルトブローンダイ３２により紡糸され、高温高圧空気により牽引細化されたメルトブローン繊維群３７は、スパンボンド繊維群２４、２７が導入されるエジェクター５に共に導入される。エジェクター５は不織布の進行方向に直交したスリットを有し、スリットにスパンボンド繊維群２４、２７とメルトブローン繊維群３７を通過させる。エジェクター５内には、圧力空気５１が流入されることにより下向きの吸引流が形成されており、この吸引流によってスパンボンド繊維群２４、２７の各糸条は加速、牽引され、繊維の走行速度であるエジェクター５からの紡糸速度（牽引速度）が空気流速と近い速度に到達する。エジェクター５内の圧力空気５１の空気流入速度は３０００～６０００ｍ／分である。エジェクター内では、繊維同士が一部接触し、接触した場所で溶着する。
【0038】
ここで、メルトブローン繊維群３７は、エジェクター５に到達する前に大方固化しており、エジェクター５内の吸引流により、繊維が溶融状態のダイ出口で都度切断されるが、エジェクター５による吸引力により、引き続きエジェクター５内へ導入される。また、後述するスパンボンドリッチ形態では、冷却装置４の冷却能力を調整することにより、スパンボンド繊維群２４、２７がエジェクター５の到達時に半溶融状態となり、部分的にスパンボンド繊維にメルトブローン繊維が溶着し、スパンボンド繊維群２４、２７の紡糸速度とメルトブローン繊維群３７の牽引速度の差によりメルトブローン繊維群３７が短く切断される。しかし、メルトブローン繊維群３７は、エジェクター５による吸引力により、引き続きエジェクター５内へ導入される。
【0039】
上述したように、メルトブローン繊維群３７は、エジェクター５に導入される前には、大方固化している。これにより、他の繊維とは接着しない独立メルトブローン繊維が一定数存在する。この独立メルトブローン繊維は拘束されていないため、非常に振動しやすく、不織布を吸音材として用いた場合にはその吸音性能を向上する。なお、この独立メルトブローン繊維は、他のメルトブローン繊維が自己接着したり、スパンボンド繊維と接着した繊維構造の中に保護されているため、飛散することはない。
【0040】
メルトブローン繊維群３７と、連続長繊維であるスパンボンド繊維群２４、２７を、同一のエジェクター５に導入して、メルトブローン法により形成された平均繊維径２～５μｍの極細繊維と、スパンボンド法により形成された平均繊維径１５～３０μmの連続繊維とを混合ことにより、混合フィラメント群Fが形成される。それにより、不織布を吸音材として用いた場合、全体として、または部分的に、小さな繊維空隙を有する緻密な構造の不織布とすることができるため、進入する音の波長が細孔中の摩擦抵抗で小さくなり、繊維空隙を進入するため、優れた吸音性を発現する。
【0041】
混合フィラメント群Fは、捕集コンベア６より下流側へ搬送され、板厚調整装置７により、板厚調整される。板厚調整装置７においては、ウェブを軟化させる温度（例えばPET繊維を採用する場合は２００℃程度）に暖めて、スプリングバッグを考慮してローラーの隙間を製品板厚より少し薄くなるよう設定し、ローラーの隙間にウェブを通して板厚を調整する。なお、捕集コンベア６内には減圧手段により吸引する図示しないサクションボックスが配置され、効率よく混合フィラメント群Fが堆積する。
【0042】
本発明においては、口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド紡糸速度、およびメルトブローンダイ３２から紡糸、牽引されるメルトブローン牽引速度、およびエジェクター５による牽引速度を調整することにより、不織布構造を変化させることができる。特に、不織布を吸音材として用いる場合は、不織布構造を変化させることにより、吸音周波数特性を変化させることができる。詳細は後述するように、これらの紡糸速度と牽引速度の調整により、不織布をメルトブローンリッチ形態、スパンボンドリッチ形態、積層形態に変化させることができる。
【0043】
口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド紡糸速度、およびメルトブローンダイ３２から紡糸、牽引されるメルトブローン牽引速度は、押出機２０、押出機３０からの熱可塑性樹脂の供給速度を制御することにより、変更できる。メルトブローン繊維の牽引速度は、高温高圧空気の流速を制御することによっても変更できる。一方、エジェクター５の空気流入速度を制御することにより、エジェクター５による牽引速度を変更できる。
【0044】
＜メルトブローンリッチ形態＞
まず、メルトブローンリッチ形態（メルトブローン過多形態）の不織布とその製造方法について説明する。メルトブローンリッチ形態では、メルトブローン繊維である極細繊維の質量割合が３０～４０％、スパンボンド繊維である連続繊維の質量割合が６０～７０％であり、比較的メルトブローン繊維が多い形態である。
まず、メルトブローンリッチ形態（メルトブローン過多形態）の不織布とその製造方法について説明する。メルトブローンリッチ形態では、メルトブローン繊維である極細繊維の質量割合が３０～４０％、スパンボンド繊維である連続繊維の質量割合が６０～７０％であり、比較的メルトブローン繊維が多い形態である。
【0045】
エジェクター５の牽引速度は口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７を１５～３０μmに細化牽引すべき速度に設定する。一方、メルトブローンダイ３２からのメルトブローン繊維の牽引速度（スリットからの高圧空気流により牽引された速度）をエジェクター５の牽引速度よりも高く設定する。具体的には、エジェクター５の牽引速度は３０００～５０００m／分が好ましく、メルトブローンダイ３２からのメルトブローン繊維群３７の牽引速度は４０００～６０００m／分が好ましい。これにより、メルトブローン繊維群３７はスパンボンド繊維群２４、２７に進路を阻まれ、スパンボンド繊維群２４、２７に絡みつき、その状態でエジェクター５から噴出される。
【0046】
メルトブローンリッチ形態の不織布では、平均繊維径が２～５μｍの極細繊維が、平均繊維径が１５～３０μmの連続繊維にランダムに入り込んでいる状態である。すなわち、平均繊維径が２～５μｍ極細繊維が比較的表面に多く、平均繊維径が１５～３０μm連続繊維が比較的裏面に多い領域と、極細繊維が比較的裏面に多く、連続繊維が比較的表面に多い領域を含んでいる。メルトブローン繊維がスパンボンド繊維よりも早くエジェクター５内に流入するため、エジェクター５内ではスパンボンド繊維群２４、２７の繊維間の隙間からメルトブローン繊維が外側にはみ出す部分が発生する。これにより、メルトブローンリッチ形態の不織布では、スパンボンド繊維群２４、２７による連続繊維は均一な層とはならず、薄い部分と厚い部分ができ、薄い部分でメルトブローン繊維群３７からなる極細繊維が表面側へはみ出す状態となる。
【0047】
この不織布を吸音材として用いた場合、通気抵抗が部分毎に変化し、吸音特性も部分的に変化する。すなわち、表面側に極細繊維が集中した部分は高周波の吸音率が増し、逆に、裏側に極細繊維が集中し、スパンボンドの太い繊維が表面側に集中した部分は、太い繊維が振動し易い中周波の騒音を吸音し易く吸音率が増す。これにより、全体として、吸音率のピークは低いが広い範囲の周波数の騒音を吸音できる特性を得られる。すなわち、吸音特性を台形状にすることで広域に効果のある不織布となる。メルトブローンリッチ形態の不織布の目付は２０～５０ｇ／ｍ２が好ましい。
【0048】
また、このメルトブローンリッチ形態の不織布を表面材とし、他の不織布を裏面材として積層し、不織布積層吸音材とすることが好適である。ここで用いる裏面材の不織布としては、例えば、１～１５μｍのPP樹脂の微細繊維と２０～５０μｍのPET樹脂繊維の複合材からなる短繊維不織布が好適である。表面材の不織布は、目付２０～５０g／ｍ２が好ましく、裏面材の不織布は、目付１００～７００ｇ／ｍ２、厚み１５～７５ｍｍが好ましい。
【0049】
この場合、表面材としてのメルトブローンリッチ形態の不織布は、メルトブローン繊維群３７による極細繊維を比較的多く含むため、通気が抑制され、通気抵抗が高くなり、裏面材と積層すると面共振（表面材の不織布がマス、裏面材の不織布がバネ）が明確に発生し、中周波数領域（２００～８００Hｚ）の共振周波数前後の吸音率を高くできる。表面材の面共振は表面材としての不織布の目付と、裏面材としての不織布の密度と板厚（バネ定数）によって決まる。一方で、高周波数領域（１０００～６３００Hz）の騒音は、表面材の通気抵抗が高いため、裏面材の吸音層に侵入できず、裏面材は高周波騒音の吸音に利用できない。しかし、表面材に含まれる極細繊維が高周波騒音の吸音に役立つ。
【0050】
＜スパンボンドリッチ形態＞
次に、スパンボンドリッチ形態（スパンボンド繊維過多形態）の不織布とその製造方法について説明する。スパンボンドリッチ形態では、メルトブローン繊維である極細繊維の質量割合が１０～３０％、スパンボンド繊維である連続繊維の質量割合が７０～９０％であり、比較的スパンボンド繊維が多い形態である。
次に、スパンボンドリッチ形態（スパンボンド繊維過多形態）の不織布とその製造方法について説明する。スパンボンドリッチ形態では、メルトブローン繊維である極細繊維の質量割合が１０～３０％、スパンボンド繊維である連続繊維の質量割合が７０～９０％であり、比較的スパンボンド繊維が多い形態である。
【0051】
エジェクター５の牽引速度は口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７を１５～３０μmに細化牽引すべき速度に設定する。一方、メルトブローンダイ３２からの紡糸速度（スリットからの空気流により牽引された速度）をエジェクター５の牽引速度より低く設定する。具体的には、エジェクター５の牽引速度は４０００～６０００m／分が好ましく、メルトブローンダイ３２からのメルトブローン繊維群３７の牽引速度は３０００～５０００m／分が好ましい。これにより、エジェクター５の内部で、メルトブローン繊維群３７はスパンボンド繊維群２４、２７に溶着し、引っ張られて短く切断される。
【0052】
スパンボンドリッチ形態においては、冷却装置４の冷却能力を調整して、スパンボンド繊維群２４、２７がエジェクター５の到達時に半溶融状態とし、メルトブローン繊維がスパンボンド繊維に溶着するように調整することが好ましい。メルトブローン繊維は、スパンボンド繊維群２４、２７紡糸速度とメルトブローン繊維群３７の紡糸速度の差により短く切断される。ただし、繊維同士が完全に溶着すると、極細繊維であるメルトブローン繊維群３７による通気抵抗の増加や、高周波数の騒音の吸音ができないため、部分的に溶着するような冷却状態の調整が必要である。
【0053】
具体的には、スパンボンド繊維の材料としてPET樹脂を用いた場合、エジェクター５到達時のPET繊維の温度を２２０～２５０℃になるよう、冷却装置４の冷却能力（冷却風４Aの温度、速度等）を制御することが好ましい。また、スパンボンド繊維同士がエジェクター５内で溶着しないように、口金２３、２６における孔同士の間隔を広げることが好ましい。具体的には、孔同士の間隔は８～１２ｍｍが好ましい。
【0054】
スパンボンドリッチ形態の不織布では、平均繊維径２～５μｍ極細繊維が平均繊維径１５～３０μmの連続繊維の厚み方向の中央部に不連続に部分的に配置された状態となる。言い換えると、平均繊維径２～５μｍの極細繊維が存在する領域と存在しない領域ができる。この不織布を吸音材として用いた場合、通気抵抗が部分毎に変化し、吸音特性も部分的に変化する。
【0055】
このスパンボンドリッチ形態の不織布を表面材とし、他の不織布を裏面材として積層し、不織布積層吸音材とすることが好適である。裏面材として用いる不織布としては、例えば、１～１５μｍのPP樹脂の微細繊維と２０～５０μｍのPET樹脂繊維の複合材からなる短繊維不織布が好適である。表面材の不織布は、目付２０～５０g／ｍ２が好ましく、裏面材の不織布は、目付１００～７００ｇ／ｍ２、厚み１５～７５ｍｍが好ましい。
【0056】
スパンボンドリッチ形態の不織布を上述のように積層すれば、極細繊維が存在する領域は通気抵抗が高くなり、裏面材との面共振により中周波数領域（２００～８００Hｚ）の吸音率が増す。一方、極細繊維が存在しない領域は、空気抵抗が高くならず、共振時に空気がダンピング材として働くため明確な共振が現れず、明確な吸音率のピークが現れないが、高周波領域（１０００～６３００Hz）の音はスパンボンドの太い繊維の隙間を通って裏面材の吸音材に侵入でき、吸音率が優れる。これにより、全体として、吸音率のピークは低いが広い範囲の周波数の騒音を吸音できる特性を得られる。すなわち、吸音特性を台形状にすることで広域に効果のある不織布となる。スパンボンドリッチ形態の不織布の目付は４０～５０g／ｍ２が好ましい。
【0057】
＜積層形態の場合＞
次に、積層形態の不織布とその製造方法について説明する。
エジェクター５の牽引速度は口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７を１５～３０μmに細化牽引すべき速度に設定する。メルトブローンダイ３２からの紡糸速度（スリットからの空気流により牽引された速度）がエジェクター５の牽引速度と同程度に設定する。これにより、スパンボンド繊維群２４からなるスパンボンド層、メルトブローン繊維群３７からなるメルトブローン層、スパンボンド繊維群２７からなるスパンボンド層が積層した、積層形態の不織布が形成される。
次に、積層形態の不織布とその製造方法について説明する。
エジェクター５の牽引速度は口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド繊維群２４、２７を１５～３０μmに細化牽引すべき速度に設定する。メルトブローンダイ３２からの紡糸速度（スリットからの空気流により牽引された速度）がエジェクター５の牽引速度と同程度に設定する。これにより、スパンボンド繊維群２４からなるスパンボンド層、メルトブローン繊維群３７からなるメルトブローン層、スパンボンド繊維群２７からなるスパンボンド層が積層した、積層形態の不織布が形成される。
【0058】
具体的には、エジェクター５の牽引速度は３０００～４０００m／分が好ましく、メルトブローンダイ３２からのメルトブローン繊維群３７の紡糸速度は３０００～４０００m／分が好ましい。積層形態の不織布の場合はどの部分も同一の吸音特性であるため、広域に吸音性を持たせることができず、ある一定の範囲に高い吸音率を有する。
【0059】
また、この積層形態の不織布を表面材とし、他の不織布を裏面材として積層し、不織布積層吸音材とすることも好適である。ここで用いる裏面材の不織布としては、例えば、１～１５μｍのPP樹脂の微細繊維と２０～５０μｍのPET樹脂繊維の複合材からなる短繊維不織布が好適である。表面材の不織布は、目付２０～５０g／ｍ２が好ましく、裏面材の不織布は、目付１００～７００ｇ／ｍ２が好ましい。この場合、表面材としての不織布は、メルトブローン繊維群３７の極細繊維を比較的多く含むため、通気が抑制され、通気抵抗が高くなり、裏面材と積層すると面共振（表面材の不織布がマス、裏面材の不織布がバネ）が明確に発生し、共振周波数前後の吸音率を高くできる。一方で、高周波数の騒音は、表面材の通気抵抗が高いため、裏面材の吸音層に侵入できず、高周波騒音吸音率は比較的低い。
【0060】
このように、エジェクター５の牽引速度、口金２３、２６から紡糸されるスパンボンド紡糸速度、およびメルトブローンダイ３２から紡糸されるメルトブローン紡糸速度を調整することにより、最終的に得られる不織布の構造を容易に変更することができる。特に、不織布を吸音材として用いる場合は、吸音したい周波数に合わせ、最適な不織布構造を選択し、エジェクター５の牽引速度、スパンボンド繊維の紡糸速度、メルトブローン繊維の牽引速度を決定する。
【0061】
例えば、本発明により得られた不織布を単独で用いる場合、広域の周波数を持つ音に対して吸音性を持たせ、特に高周波数の吸音性を高くする場合は、メルトブローンリッチ形態となるようにそれぞれの紡糸速度等を調整する。広域の周波数の音に対して吸音性を持たせ、特に中周波数の吸音性を高くする場合は、スパンボンドリッチ形態となるようにそれぞれの紡糸速度等を調整する。単一周波数に吸音特性のピークを持たせる場合は、積層形態となるように紡糸速度等を調整する。
【0062】
また、本発明により得られた不織布と他の不織布を積層した積層不織布とした場合、さらに優れた吸音特性が得られる。特に、本発明によるメルトブローンリッチ形態やスパンボンドリッチ形態の不織布を表面材とし、１～１５μｍの微細繊維と２０～５０μｍの繊維を含む複合不織布を裏面材として積層すれば、広域周波数に対する吸音性能を保ちつつ、吸音性能を高めることができる。
【0063】
広域周波数に対する吸音性能を保ちつつ、特に面共振により共振周波数である中周波数領域（２００～８００Hｚ）の吸音率を高くする場合は、表面材として用いる不織布がメルトブローンリッチ形態となるように、紡糸速度等を調整する。そうすれば、面共振により共振周波数である中周波数領域（２００～８００Hｚ）の吸音率を高くでき、さらに表面材の極細繊維の存在により高周波数騒音（１０００～６３００Hz）もある程度吸音できる。一方で、広域周波数に対する吸音性能を保ちつつ、特に高周波数領域の音の吸音率を高くする場合はスパンボンドリッチ形態となるように、紡糸速度等を調整する。そうすれば、部分的に裏面材に高周波数領域の音を浸入させ、裏面材で高周波数騒音の吸音ができ、かつ部分的に存在する表面材中の極細繊維による通気抵抗の増加により、部分的な面共振もおきるため、中周波数領域の吸音率もある定度可能である。また、単一周波数に吸音特性のピークを持たせる場合は、積層形態の不織布となるように紡糸速度等を調整する。
【0064】
本発明による実施形態の変形例を説明する。
上述の実施形態においては、メルトブローンダイ３２の前後にスパンボンド紡糸ブロックおよび口金を配置したが、変形例として、メルトブローンダイ３２の前方または後方に、スパンボンド紡糸ブロックと口金を配置することができる。すなわち、上述の実施形態において、一つのスパンボンド紡糸ブロックおよび口金を省略した形態である。この変形例は、特にメルトブローンリッチ形態の場合に良好である。
上述の実施形態においては、メルトブローンダイ３２の前後にスパンボンド紡糸ブロックおよび口金を配置したが、変形例として、メルトブローンダイ３２の前方または後方に、スパンボンド紡糸ブロックと口金を配置することができる。すなわち、上述の実施形態において、一つのスパンボンド紡糸ブロックおよび口金を省略した形態である。この変形例は、特にメルトブローンリッチ形態の場合に良好である。
【0065】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【符号の説明】
【0066】
１・・・不織布製造装置
２・・・スパンボンド紡糸機
３・・・メルトブローン紡糸機
４・・・冷却装置
５・・・エジェクター
６・・・捕集コンベア
７・・・板厚調整装置
８・・・ワインダー
２０、３０・・・押出機
２１、３１・・・ギアポンプ
２２、２５・・・紡糸ブロック
２３、２６・・・口金
２４、２７・・・スパンボンド繊維群
３２・・・メルトブローンダイ
３３・・・樹脂通路
３４a、３４ｂ・・・スリット
３５・・・紡糸孔
３７・・・メルトブローン繊維群
５１・・・圧力空気
F・・・混合フィラメント
２・・・スパンボンド紡糸機
３・・・メルトブローン紡糸機
４・・・冷却装置
５・・・エジェクター
６・・・捕集コンベア
７・・・板厚調整装置
８・・・ワインダー
２０、３０・・・押出機
２１、３１・・・ギアポンプ
２２、２５・・・紡糸ブロック
２３、２６・・・口金
２４、２７・・・スパンボンド繊維群
３２・・・メルトブローンダイ
３３・・・樹脂通路
３４a、３４ｂ・・・スリット
３５・・・紡糸孔
３７・・・メルトブローン繊維群
５１・・・圧力空気
F・・・混合フィラメント
【図1】