特許 7581761 不織布の製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】不織布の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D04H 3/16 20060101AFI20241106BHJP

   D01D 5/08 20060101ALI20241106BHJP

   D01D 5/098 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

D04H3/16

D01D5/08 C

D01D5/098

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020173254

(22)【出願日】2020-10-14

(65)【公開番号】P2022064547

(43)【公開日】2022-04-26

【審査請求日】2023-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000122298

【氏名又は名称】王子ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神野 文夫

(72)【発明者】

【氏名】牧 伸明

(72)【発明者】

【氏名】徐 暁師

【審査官】大▲わき▼ 弘子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１８１９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３９５２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５２－００８１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７８０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４６６７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｈ１／００－１８／０４、

Ｄ０１Ｄ１／００－１３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不織布の製造方法であって、
溶融した熱可塑性樹脂をフィラメントから構成されるフィラメント集合体として押し出す紡糸工程と、
冷却用エアーを前記フィラメント集合体に供給し冷却する冷却工程と、
前記フィラメント集合体をイジェクター内部のスリットから噴射する高圧エアーにより延伸する延伸工程と、
を備え、
前記延伸工程において、
前記スリットの間隔を０．３～０．６（ｍｍ）とし、前記スリットの単位長さ当たりの風量を１０００～３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）とし、前記高圧エアーの温度を３０～６０（℃）とすることを特徴とする不織布の製造方法。

【請求項2】

前記延伸工程は、
高圧エアーを生成する工程と、
生成された前記高圧エアーにおける水分を冷却することにより除去する工程と、
水分を除去した前記高圧エアーを加熱する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の不織布の製造方法。

【請求項3】

前記高圧エアーを加熱する工程において、
前記高圧エアーを加熱する熱源として、前記紡糸工程、前記冷却工程、前記フィラメント集合体を搬送する搬送工程、前記フィラメント集合体を絡合し不織布を形成する交絡工程、前記不織布を乾燥させる乾燥工程、及び、前記不織布を巻き取る巻回工程のいずれか少なくとも一つにおける廃熱を利用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の不織布の製造方法。

【請求項4】

前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。

【請求項5】

前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂、またはポリプロピレンーエチレン共重合体を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の不織布の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、延伸工程を備える不織布の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

不織布の製造装置は、紡糸工程により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金からフィラメント集合体として吐出し、このフィラメント集合体を、冷却工程により冷却するとともに、延伸工程により生成した噴射気流により、フィラメント集合体への牽引力を生じさせ、垂直方向に吸引及び延伸させる。この延伸工程における噴射気流を制御することにより、フィラメントの繊維径を調整することができる。

【0003】

また、不織布は、おむつ、生理用品、脇汗パッドなどの衛生用品や、使い捨て衣料品の分野で使用され、使用者の皮膚と接触するトップシート層などとして用いられることが多い。不織布には、肌触りの向上や、尿や血液等の体液の透過を防止させるために、地合の均一性や疎水性を向上させること、つまり、フィラメントの繊維径が、例えば、９～１３（μｍ）となるように、より細繊化することが要望されていた。

【0004】

ここで、フィラメントをより細繊化するためには、フィラメント集合体への牽引力を高くする必要があり、そのために、噴射気流の風量を大きくすることや、噴射気流の摩擦応力を大きくすることが行われている。

【0005】

まず、不織布のフィラメントをより細繊化するために、噴射気流の風量を大きくすることは、具体的に、延伸工程に供給される高圧エアーの圧力をより高めることにより行われている。しかしながら、例えば、特許文献１に記載されているように、高圧力の高圧エアーを生成するためには、膨大な消費エネルギーが必要とされていた。また、この噴射気流は、強い乱流状態を保ったままフィラメント集合体を牽引するため、フィラメント集合体に揺れを生じさせ、糸切れの原因となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１０／１１０２９３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一方、不織布のフィラメントをより細繊化するために、噴射気流の摩擦応力を大きくすることは、具体的に、延伸工程に供給される高圧エアーの温度を高めることにより行われている。しかしながら、高圧エアーの温度が比較的高いと、極めて狭いスリット間隔は、熱変形等により長手方向に一様でなくなるために、フィラメント集合体を牽引する噴射気流も一様でなくなり、糸切れの原因となっていた。

【0008】

したがって、単に、噴射気流の風量や高圧エアーの温度を高めることにより、フィラメントを細繊化することは困難となっていた。

【0009】

そこで、本発明の目的は、噴射気流の風量や高圧エアーの温度を過度に高めることなく、糸切れを生じさせずに、不織布を構成するフィラメントをより細繊化することができる不織布の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、不織布の製造方法は、溶融した熱可塑性樹脂をフィラメントから構成されるフィラメント集合体として押し出す紡糸工程と、冷却用エアーを前記フィラメント集合体に供給し冷却する冷却工程と、前記フィラメント集合体をイジェクター内部のスリットから噴射する高圧エアーにより延伸する延伸工程と、を備え、前記延伸工程において、前記スリットの間隔を０．３～０．６（ｍｍ）とし、前記スリット長さ当たりの吐出風量を１０００～３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）とし、前記高圧エアーの温度を３０～６０（℃）とするものである。

【0011】

また、上記不織布の製造方法は、前記延伸工程は、高圧エアーを生成する工程と、生成された前記高圧エアーにおける水分を除去する工程と、水分を除去した前記高圧エアーを加熱する工程と、を備えることを特徴とするものとしてもよい。

【0012】

また、上記不織布の製造方法は、前記高圧エアーを加熱する工程において、前記高圧エアーを加熱する熱源として、前記紡糸工程、前記冷却工程、前記フィラメント集合体を搬送する搬送工程、前記フィラメント集合体を絡合し不織布を形成する交絡工程、前記不織布を乾燥させる乾燥工程、及び、前記不織布を巻き取る巻回工程のいずれか少なくとも一つにおける廃熱を利用することを特徴とするものとしてもよい。

【0013】

また、上記不織布の製造方法は、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であることを特徴とするものとしてもよい。

【0014】

また、上記不織布の製造方法は、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂、またはポリプロピレンーエチレン共重合体を含むことを特徴とするものとしてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、噴射気流の風量や高圧エアーの温度を過度に高めることなく、糸切れを生じさせずに、不織布を構成するフィラメントをより細繊化することができる不織布の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の一例を示す概略図である。

【図2】図１に示される延伸手段を説明する図であり、（ａ）延伸手段の概略図、（ｂ）ＸＺ平面におけるイジェクターの断面斜視図、をそれぞれ表す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態について、図１から図２を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態の態様に限定されるものではない。

【0018】

＜不織布製造装置＞
本実施形態による複数のフィラメントの束（以下、「フィラメント集合体」という）３及びこれを含む不織布５は、特別な装置を用いることなく、通常の複合溶融紡糸法による不織布製造装置により得ることができる。中でも、生産性に優れるスパンボンド法による不織布製造装置が好ましく用いられる。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の一例としてスパンボンド不織布製造装置（以下、「不織布製造装置」という）１００における概略図を、限定目的ではなく例示目的で示す。図中の白抜きの矢印Ａ、矢印Ｂ及び黒矢印Ｃは、フィラメント集合体３の紡出方向、フィラメント集合体３の搬送方向（ＭＤ方向）及び捕集ベルト５１の周回方向をそれぞれ表している。また、図中の白抜きの矢印Ｄ、矢印Ｅ及び矢印Ｆは、冷却エアー、分離ガス及び高圧エアーをそれぞれ表している。さらに、図中のＸ軸方向は、搬送方向Ｂを示すものであり、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向と直交するとともに紡出方向Ａと平行な方向を示すものである。

【0020】

不織布製造装置１００は、第１の押出機１１及び第２の押出機１２（紡糸手段，紡糸工程）と、紡糸口金２０（紡糸手段，紡糸工程）と、冷却手段３０（冷却工程）と、延伸手段（延伸工程）４０と、捕集コンベア（搬送手段，搬送工程）５０と、熱エンボスロール（交絡手段，交絡工程）６０と、ワインダー（巻回手段，巻回工程）７０と、から構成される。以下、それらの概要を順に説明する。

【0021】

第１の押出機１１は、第１の原料樹脂１を溶融しながら、螺旋状の第１のローター１３の回転により、所定流量の溶融物を紡糸口金２０へと送液する。同様に、第２の押出機１２は、第２の原料樹脂２を溶融しながら、螺旋状の第２のローター１４の回転により、所定流量の溶融物を紡糸口金２０へと送液する。

【0022】

（第１の原料樹脂）
第１の原料樹脂１は、熱可塑性樹脂を主成分とする。すなわち、第１の原料樹脂１は、第１の原料樹脂１の全固形分を基準にして９０質量％以上１００質量％以下の量で熱可塑性樹脂を含むことができる。第１の原料樹脂１に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系の樹脂が挙げられる。複合繊維からなるフィラメントの紡糸性等の観点から、熱可塑性樹脂には、ポリプロピレン（ＰＰ）が好ましく使用される。

【0023】

（第２の原料樹脂）
第２の原料樹脂２は、熱可塑性樹脂を主成分とする。詳細には、第２の原料樹脂２は、第２の原料樹脂２の全固形分を基準にして９０質量％以上１００質量％以下の量で熱可塑性樹脂を含む。

【0024】

第２の原料樹脂２の主成分に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系の樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、１種類を使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。複合繊維からなるフィラメントの触り心地などの風合いの観点から、熱可塑性樹脂には、ポリエチレン（ＰＥ）を好ましく使用することができる。

【0025】

（添加物）
複合繊維からなるフィラメントは、第１の原料樹脂１及び第２の原料樹脂２のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂に加えて、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて添加物を含有していてもよい。

【0026】

添加物の原料としては、例えば、公知の耐熱安定剤及び耐候安定剤などの各種の安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス等が挙げられる。

【0027】

安定剤としては、例えば、２，６－ジ－t－ブチル－４－メチルフェノール（ＢＨＴ）等の老化防止剤；テトラキス［メチレン－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、β－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオン酸アルキルエステル、２，２’－オキザミドビス［エチル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤；ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、１，２-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩；グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステルなどを挙げることができる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。

【0028】

滑剤としては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。

【0029】

また、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、硫化モリブデン等の充填剤を含有していてもよい。

【0030】

紡糸口金２０は、所望の繊維構造を形成して吐出するように構成された複数の複合紡糸ノズル（不図示）を有する。このノズルより、第１の押出機１１及び第２の押出機１２からのそれぞれ溶融物が複合した複合繊維からなるフィラメント集合体３を重力方向に紡出する。

【0031】

冷却手段３０は、一対の冷却用送風機３０Ｌ，３０Ｒを含むオープン型であり、紡出されたフィラメント集合体３に対し、紡出方向Ａと直交する方向であるＸ軸方向から層流かつ一様流である冷却エアーＤを送風し、フィラメント集合体３を冷却する。また、フィラメント集合体３から排気される高温の分離ガスＥは、紡出方向Ａに沿わず、一対の冷却用送風機３０Ｌ，３０Ｒの上方へと排気されることから、フィラメント集合体３を効率的に冷却することができる。

【0032】

延伸手段４０は、イジェクター４１を備える。イジェクター４１は、オープン型であり、高圧エアーＦを駆動流体として、紡出方向Ａの成分をもたせて内部で噴射させ、低圧部を生成させる。この生成された低圧部により、フィラメント集合体３は、イジェクター４１内に吸引され、高圧エアーＦとともに、紡出方向Ａへと延伸される。

【0033】

捕集コンベア５０は、捕集ベルト５１と、捕集ベルト５１の逆台形型の周回軌道の頂点に掛け回される第１乃至第４のロール５５～５８と、上側周回軌道における捕集ベルト５１の下方に対向配置される吸引ボックス５９と、を備える。この捕集ベルト５１は、第１乃至第４のロール５５～５８の少なくとも一つの駆動回転に伴い、時計回りに周回軌道を周回方向Ｃに移動する。イジェクター４１から延伸されたフィラメント集合体３は、直接、捕集コンベア５０の捕集ベルト５１上に所定の厚さに堆積されるとともに、搬送方向Ｂにある熱エンボスロール６０へと搬送される。

【0034】

熱エンボスロール６０は、所定温度に加熱された凹凸の円筒面と、平らな円筒面とを有する一対の円筒ロールを備える。一対の円筒ロールは、堆積されたフィラメント集合体３を圧搾し、圧力と熱によりフィラメント集合体３の一部を絡合させ、不織布５を形成する。この交絡処理は、熱エンボス法ともいわれ、この方法により得られる不織布５は、表面にエンボスのパターンが現れる。

【0035】

本実施形態による不織布５には、熱エンボス法の他、繊維の交絡処理の方法として、ニードルパンチ、ウォータージェット、超音波等の手段を用いる方法、またはホットエアースルーにより熱融着させる方法を採用することができる。ニードルパンチ手段は、ニードルをフィラメント集合体３に差し込んで絡合させる方法である。ウォータージェット手段は、高圧の水をフィラメント集合体３に噴射して、絡合させる方法である。超音波手段は、超音波を利用して、一部のフィラメントを溶かして、絡合させる方法である。ホットエアースルーは、ホットエアーをフィラメント集合体３に吹き出して、一部のフィラメントを溶かして絡合させる方法である。

【0036】

（不織布）
本実施形態による不織布５は、フィラメント集合体３からなり、１つの層からなる単層構成を有していてもよく、また、複数の層からなる多層構成を有していてもよい。

【0037】

ワインダー７０は、連続する不織布５に皺の発生させることなく、所定の巻き硬さで巻き取る。

【0038】

＜延伸手段について＞
図２は、図１に示される延伸手段４０を説明する図であり、（ａ）延伸手段４０の概略図、（ｂ）ＸＺ平面におけるイジェクター４１の断面斜視図、をそれぞれ表す。図中のＹ軸方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向とそれぞれ直交するＣＤ方向を示すものである。また、図中の白抜きの矢印Ｆは、高圧エアーを表し、黒矢印Ｈ及び黒矢印Ｌは、高温状態の熱媒体及び低温状態の熱媒体を表している。ここで、図２（ｂ）は、イジェクター４１を説明するために模式的に誇張された図であり、実際における、イジェクター４１及びフィラメント集合体３の配置関係や、一対のスリット４２ｃにおけるスリット間隔Ｓとは異なる。ここで、本実施形態におけるイジェクター４１のスリット間隔Ｓは、極めて狭い（例えば、０．３～０．６（ｍｍ））を前提とするものである。

【0039】

従来技術における延伸手段は、例えば、特公昭４８－２８３８６号（特に、第１図参照）に記載されているように、コンプレッサー等からの高圧エアーＦを直接インジェクター４１に導入した後、この高圧エアーＦを噴射気流としてスリットからを噴射させ、噴射気流は、フィラメント集合体３を牽引しながら、フィラメント集合体３に直接接触するものであった。このようなコンプレッサー等からの高圧エアーＦを直接インジェクター４１に導入する延伸手段を用いると、高圧エアーＦの温度が比較的高くなり、極めて狭いスリット間隔Ｓが、熱変形等により長手方向に一様でなくなるため、不織布５の品質にバラつきが生じることが問題となっていた。これに対し、本実施形態は、高圧エアーＦの温度制御を適切に行うことにより、スリット４２ｃの熱変形を抑制し、不織布５の品質を高めるものである。

【0040】

さらに、発明者らは、高圧エアーＦに含有された水分がフィラメント集合体３に付着することにより、不織布５の品質にバラつきが生じるおそれがあることを見出した。したがって、本実施形態においては、高圧エアーＦの温度制御を適切に行うことに加え、必要に応じて、高圧エアーＦに含有されている水分を除去することにより、不織布５のさらに品質を高めることができる。

【0041】

本実施形態における延伸手段４０では、図２（ａ）に示すように、高圧エアーＦに含有されている水分を除去することを必要に応じて可能とするため、詳細は後述するが、コンプレッサー４７の下流側にドライヤー４８として、高圧力及び大流量の高圧エアーＦを処理することができる冷却式エアードライヤーが採用されている。ここで、冷却式エアードライヤーを採用したことにより、ドライヤー４８を通過した高圧エアーＦは、高温高圧状態から低温高圧状態へと冷却される。この際、高圧エアーＦにおける粘性係数が低下するため、イジェクター４１における噴射気流の摩擦応力が小さくなり、フィラメント集合体３への牽引力を高くすることができないおそれがあった。

【0042】

よって、本実施形態における延伸手段４０では、詳細は後述するが、高圧エアーＦの摩擦応力を大きくするため、ドライヤー４８とイジェクター４１との間に、流体接続される熱交換器４９を採用し、必要に応じて、高圧エアーＦを所望の温度へと加熱している。

【0043】

以上より、本実施形態における延伸手段４０は、図２（ａ）に示すように、高圧エアーＦを吐出するコンプレッサー４７と、高圧エアーＦから水分を除去するドライヤー４８と、高圧エアーＦを所望の温度へと加熱する熱交換器４９と、高圧エアーＦを噴射させフィラメント集合体３を延伸するイジェクター４１と、から構成されており、順に流体接続される。以下、それらの概要を順に説明する。

【0044】

コンプレッサー４７は、周囲の空気を吸込及び圧縮し、イジェクター４１に供給される高圧エアーＦの圧力が高圧力（例えば、０．１～０．７（ＭＰａ））となるように、圧力制御が行われている。ここで、コンプレッサー４７において、高圧力の高圧エアーＦを生成するためには、膨大な消費エネルギーが必要とされるため、高圧エアーＦの圧力をさらに高めることは極めて困難となっている。

【0045】

ドライヤー４８は、高圧力及び大流量の高圧エアーＦを処理することができる冷却式エアードライヤーが採用されている。ドライヤー４８において、冷凍機（不図示）等を使用して、高圧エアーＦを冷却することにより、飽和水蒸気量の差により水分が分離除去され、－１７（℃）程度の大気圧露点温度となる乾燥した高圧エアーＦを生成する。この際、分離除去されたドレンがドレン管４８ａより外部に排出される。

【0046】

熱交換器４９は、熱媒体Ｈ，Ｌ（例えば、液体）と空気との熱交換に優れたフィンチューブ式熱交換器が採用されている。熱交換器４９は、熱交換容器４９ａと、熱交換容器４９ａ内に設けられる複数のフィンチューブ４９ｂと、複数のフィンチューブ４９ｂ同士を流体接続するＵ字管４９ｃと、を備える。互いに流体接続された複数のフィンチューブ４９ｂの一端及び他端は、ポンプ（不図示）に連通する閉回路である外部配管４９ｄ，４９ｅにそれぞれ流体接続されており、この外部配管４９ｄ，４９ｅを介して、不織布製造装置１００からの廃熱を回収する熱媒体Ｈ，Ｌが、複数のフィンチューブ４９ｂ内に流通する。また、熱交換容器４９ａの一端及び他端は、ドライヤー４８に流体接続される入口ポート４９ｆと、イジェクター４１に流体接続される出口ポート４９ｇと、をそれぞれ備える。

【0047】

よって、熱交換器４９には、入口ポート４９ｆより導入された高圧エアーＦが、フィンにより表面積を増大されたフィンチューブ４９ｂの周囲を流れ、フィンチューブ４９ｂの内部を流れる高温状態の熱媒体Ｈと効率良く熱交換することにより加熱され、イジェクター４１へと送気される。ここで、熱交換器４９において、高圧エアーＦを所望の温度に加熱するために、熱交換器４９に供給する高温状態の熱媒体Ｈの流量調整を、ポンプの回転数制御や、閉回路に設ける流量調整弁（不図示）などにより行う。

【0048】

本実施形態における熱交換器４９は、不織布製造装置１００からの廃熱を利用するものであり、閉回路である外部配管４９ｄ，４９ｅは、不織布製造装置１００における廃熱を発生する熱源近傍に設けられる。また、本実施形態の不織布製造装置１００における廃熱を発生する熱源として、紡糸手段（紡糸工程）１１，１２，２０、冷却手段（冷却工程）３０、フィラメント集合体３を搬送する搬送手段（搬送工程）５０、フィラメント集合体３を絡合し不織布５を形成する交絡手段（交絡工程）６０、不織布５を乾燥させる乾燥手段（乾燥工程）（不図示）、及び、不織布５を巻き取る巻回手段（巻回工程）７０のいずれか少なくとも一つを利用するものである。さらに、本実施形態における熱交換器４９は、熱媒体Ｈ，Ｌ（例えば、液体）と空気との熱交換に優れたフィンチューブ式熱交換器を採用したが、これに限らず、例えば、不織布製造装置１００における廃熱を廃ガスとして発生する熱源を利用する場合には、空気と空気との熱交換に優れたプレート式熱交換器等を採用しても良い。

【0049】

イジェクター４１は、図２（ｂ）に示すように、上部ボディー４２と、上部ボディー４２と接続する下部ボディー４３と、から構成される。まず、上部ボディー４２は、横長の略直方体であり、Ｘ軸方向の中央部に、Ｚ軸方向に貫通するとともに、Ｙ軸方向に延在する吸気口４２ａを備える。また、上部ボディー４２は、吸気口４２ａを挟むようにＸ軸方向に対向し、Ｙ軸方向に延在する一対のチャンバー４２ｂを内部に備える。上部ボディー４２は、吸気口４２ａと、一対のチャンバー４２ｂとを、流体連通させるように、Ｚ軸方向に極めて狭いスリット間隔Ｓ（例えば、０．３～０．６（ｍｍ））を有する、Ｙ軸方向に延在する一対のスリット４２ｃを備える。この一対のスリット４２ｃは、金属製であり、それぞれＹＺ平面に対して対称となる所定の傾斜角（例えば、０～１０（°））を有する。さらに、上部ボディー４２は、一対のチャンバー４２ｂに高圧エアーＦを導入するために、複数の導入口４２ｄを備える。次に、下部ボディー４３は、縦長の略直方体であり、Ｘ軸方向の中央部に、Ｚ軸方向に貫通するとともに、Ｙ軸方向に延在し、吸気口４２ａと流体連通する吐出口４３ａを備える。

【0050】

よって、イジェクター４１には、導入口４２ｄに流体接続されたディフューザ４２ｅを介して、高圧エアーＦが一対のチャンバー４２ｂに導入される。このディフューザ４２ｅを通過した高圧エアーＦは、圧力回復されるため、一対のチャンバー４２ｂ内に高圧力として保持される。その後、この一対のチャンバー４２ｂ内に保持された高圧エアーＦは、一対のスリット４２ｃを介して、吐出口４３ａへと噴射されることにより、吸気口４２ａには低圧部が生成される。この吸気口４２ａにおける低圧部に、フィラメント集合体３が吸引されるとともに、噴射気流により生じる牽引力により、吸気口４２ａから吐出口４３ａへの紡出方向Ａに延伸される。

【0051】

したがって、本実施形態において、イジェクター４１は、極めて狭いスリット間隔Ｓを備えることを前提として、コンプレッサー４７により噴射気流の風量、及び、熱交換器４９により高圧エアーＦの温度を適切に調整することにより、糸切れを生じさせずに、不織布５を構成するフィラメントをより細繊化することができるとともに、スリット４２ｃの熱変形を抑制することができる。また、本実施形態において、ドライヤー４８は、コンプレッサー４７からの高圧力及び大流量の高圧エアーＦを処理することができる冷却式エアードライヤーを採用したことにより、高圧エアーＦに含有された水分を必要に応じて、分離除去することができる。このため、高圧エアーＦに含有された水分がフィラメント集合体３に付着することにより生じる、不織布５の品質にバラつきを抑制することができる。この際、高圧エアーＦは、冷却式エアードライヤーにより、低温高圧状態へと冷却されるが、冷却式エアードライヤーの下流側に熱交換器４９を流体接続しているため、高圧エアーＦの温度を適切に調整することができる。加えて、実施形態において、熱交換器４９は、不織布製造装置１００からの廃熱を積極的に利用するため、設備のコストを低減させるとともに、環境負荷を低減させることができる。

【0052】

＜高圧エアー、イジェクター及びフィラメントについての比較評価＞
本発明の実施例１乃至実施例１０の各実施例に係る高圧エアー、イジェクター４１及びフィラメントについての比較評価において、物性に係る８個のパラメータについて、比較例１乃至３に対する比較評価を行った。この比較評価について、以下の表１に示す。ここで、比較評価における共通する条件として、フィラメントの材質は、ポリプロピレン樹脂とした。また、イジェクター４１において、Ｙ軸方向のスリット長さを、４（ｍ）とした。

【0053】

【表1】

【0054】

＜糸切れ難さの評価について＞
フィラメントに糸切れが生じると、不織布５中に塊状のフィラメントとして出現する。よって、糸切れ難さの評価は、欠陥検出器（ＣＯＧＮＥＸ社製のＳｍａｒｔＶｉｅｗ自動欠陥検査システム）を用いて、不織布５の面積１２００００（ｍ²）当たりの塊状（凸状）のフィラメントの個数、つまり、欠陥数を測定し、欠陥数が１０個以上であれば、糸切れの発生が多いため「×」、６個以上１０個未満であれば、糸切れの発生が少ないため「△」、３個以上６個未満であれば、糸切れの発生がほぼないため「○」、３個未満であれば、糸切れの発生がないため「◎」とした。

【0055】

＜地合の均一性の評価について＞
不織布には、フィラメントの太さのばらつきなどによりムラが生じる。よって、地合の均一性の評価は、地合計（野村商事株式会社製のＦＭＴ-ＭIII地合評価システム）を用いて、不織布５の光透過画像を取得し、地合指数（吸光度の変数係数であり、値が小さいほど地合が良好）を測定し、平均値が４００以上であれば「×」、平均値が３５０以上４００未満であれば「△」、平均値が３００以上３５０未満であれば「○」、平均値が３００未満であれば「◎」とした。

【0056】

本実施形態において、「スリットの単位長さ当たりの風量」が大きい場合、又は、「高圧エアーＦの温度」が高い場合には、噴射気流によるフィラメント集合体３への牽引力が大きくなり、「フィラメントの繊維径」が細くなるため、「糸切れ難さの評価」が低下する一方、「地合の均一性」が向上する傾向がある。一方、「スリットの単位長さ当たりの風量」が小さい場合、又は、「高圧エアーＦの温度」が低い場合には、噴射気流によるフィラメント集合体３への牽引力が小さくなり、「フィラメントの繊維径」が太くなるため、「糸切れ難さの評価」が向上する一方、「地合の均一性」が低下する傾向がある。また、「水分除去の有無」が「○」の場合には、高圧エアーＦに含有された水分がフィラメント集合体３に付着することを抑制できるため、「地合の均一性」が向上する傾向がある。

【0057】

＜高圧エアーの圧力について＞
本実施形態における「高圧エアーＦの圧力」とは、イジェクター４１に供給される高圧エアーＦの圧力を示す。この「高圧エアーＦの圧力」は、「スリットの単位長さ当たりの風量」に影響を及ぼすパラメータである。

【0058】

本実施形態において、極めて狭いスリット間隔Ｓ（例えば、０．３～０．６（ｍｍ））を用いる場合、「高圧エアーＦの圧力」（表１参照）は、０．１～０．７（ＭＰａ）であるのが好ましい。ここで、「高圧エアーＦの圧力」が０．１（ＭＰａ）以上であれば、「スリットの単位長さ当たりの風量」を詳細は後述するが、所望の１０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以上とすることができる。他方、「高圧エアーＦの圧力」が０．７（ＭＰａ）以下であれば、「スリットの単位長さ当たりの風量」を詳細は後述するが、所望の３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以下とすることができる。なお、「高圧エアーの圧力」を０．７（ＭＰａ）超とすることは、コンプレッサー４７において、圧縮能力に限界があるとともに、膨大な消費エネルギーを必要とするため、実用的でないと判断し、この比較評価は行っていない。

【0059】

＜高圧エアーの温度について＞
本実施形態における「高圧エアーＦの温度」とは、イジェクター４１に供給される高圧エアーＦの温度を示す。この「高圧エアーＦの温度」は、「スリットの単位長さ当たりの風量」、「フィラメントの繊維径」、「地合の均一性の評価」及び「糸切れ難さの評価」に影響を及ぼすパラメータである。

【0060】

本実施形態の「高圧エアーＦの温度」（表１参照）は、３０～６０（℃）であるのが好ましい。ここで、「高圧エアーＦの温度」が３０（℃）以上であれば、イジェクター４１により噴射される噴射気流の摩擦応力を高めることができ、「スリットの単位長さ当たりの風量」を大きくすることができるため、「フィラメントの繊維径」が細くなり、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。他方、「高圧エアーＦの温度」が６０（℃）以下であれば、噴射気流が噴射される極めて狭いスリット４２ｃの熱変形を抑制し、このスリット間隔Ｓを一様、つまり、フィラメント集合体３を牽引する噴射気流を一様とすることができるため、「糸切れ難さの評価」を向上させることができる。

【0061】

＜高圧エアーの水分除去の有無について＞
本実施形態における「高圧エアーＦの水分除去の有無」とは、ドライヤー４８において、高圧エアーＦを冷却し、飽和水蒸気量の差により、－１７（℃）程度の大気圧露点温度となる乾燥した高圧エアーＦを生成したか否かを示す。この「高圧エアーＦの水分除去の有無」は、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。

【0062】

＜スリット間隔について＞
本実施形態における「スリット間隔Ｓ」とは、イジェクター４１の一対のスリット４２ｃにおけるＺ軸方向のスリット間隔Ｓを示す。この「スリット間隔Ｓ」は、「スリットの単位長さ当たりの風量」に影響を及ぼすパラメータである。

【0063】

本実施形態の「スリット間隔Ｓ」（表１参照）は、極めて狭いことを前提とするものであり、０．３～０．６（ｍｍ）であるのが好ましい。ここで、「スリット間隔Ｓ」が０．３（ｍｍ）以上であれば、「スリットの単位長さ当たりの風量」を詳細は後述するが、所望の１０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以上とすることができる。他方、「スリット間隔Ｓ」が０．６（ｍｍ）以下であれば、「スリットの単位長さ当たりの風量」を詳細は後述するが、所望の３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以下とすることができる。なお、「スリット間隔Ｓ」を０．２（ｍｍ）未満とすることは、隙間寸法を管理することが非常に困難となることから、実用的でないと判断し、この比較評価は行っていない。また、「スリット間隔Ｓ」を０．６（ｍｍ）超とすることは、「スリットの単位長さ当たりの風量」が非常に大きくなり、フィラメント集合体３に大きな揺れが生じるため、この比較評価は行っていない。

【0064】

＜スリットの単位長さ当たりの風量について＞
本実施形態における「スリットの単位長さ当たりの風量」とは、イジェクター４１からの噴射気流におけるＹ軸方向のスリット４２ｃ長さの単位当たりの風量を示す。この「スリットの単位長さ当たりの風量」は、「フィラメントの繊維径」、「地合の均一性の評価」及び「糸切れ難さの評価」に影響を及ぼすパラメータである。

【0065】

本実施形態の「スリットの単位長さ当たりの風量」（表１参照）は、１０００～３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）あるのが好ましい。ここで、「スリットの単位長さ当たりの風量」が１０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以上であれば、「フィラメントの繊維径」が所望の細さになり、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。他方、「スリットの単位長さ当たりの風量」が３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）以下であれば、フィラメント集合体３に生じる揺れを抑制することができるため、「糸切れ難さの評価」を向上させることができる。

【0066】

＜フィラメントの繊維径について＞
フィラメントの繊維径については、平均単繊維繊度（ｄｔｅｘ）と同様に、電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ－３５００Ｎ）を用いて、倍率１０００倍のフィラメントの写真を撮影し、フィラメントのうち、任意の１００本を選び、選択したフィラメントの繊維径（デニール）を測定し、１００本の平均値を算出した。このフィラメントの繊維径は、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。

【0067】

＜高圧エアー、イジェクター及びフィラメントについての比較評価結果＞
実施例１乃至実施例１０の評価の対比から明らかなように、「スリット間隔Ｓ」を、極めて狭い０．３～０．６（ｍｍ）とし、「スリットの単位長さ当たりの風量」を、１０００～３０００（ｍ³／ｈ／ｍ）とし、「高圧エアーＦの温度」を、３０～６０（℃）とすることにより、噴射気流によるフィラメント集合体３への牽引力を大きくし、「フィラメントの繊維径」を比較的細くすること（９～１３（μｍ））ができるとともに、「糸切れ難さの評価」及び「地合の均一性」がそれぞれ「△」以上となり、バランス良く向上させることができるとの結論を得た。

【0068】

ここで、「高圧エアーＦの圧力」及び「高圧エアーＦの温度」を、上限値（０．７（ＭＰａ）及び６０（℃））に近づけたり（実施例３，５参照）、「スリット間隔Ｓ」を、上限値（０．６（ｍｍ））に近づけると（実施例６参照）、「スリットの単位長さ当たりの風量」が大きくなり、「フィラメントの繊維径」をさらに細くすることができる。これにより、「糸切れ難さの評価」は「△」となるものの、「地合の均一性の評価」は「○」又は「◎」となり、高めることができる。

【0069】

さらに、「高圧エアーＦの水分除去の有無」を、「×」（実施例１乃至３参照）から「○」（実施例８乃至１０参照）とすることにより、「地合の均一性の評価」をより一層高めることができる。

【0070】

以上に対し、比較例１では、「高圧エアーＦの圧力」及び「スリット間隔Ｓ」が、好ましい下限値未満であるため、「スリットの単位長さ当たりの風量」が小さくなり、「フィラメントの繊維径」が太くなる。これにより、「地合の均一性の評価」が「×」となり、低下している。また、比較例２では、「高圧エアーＦの温度」が、好ましい下限値未満であるため、噴射気流によるフィラメント集合体３への牽引力が小さくなり、「フィラメントの繊維径」が太くなるため、「地合の均一性」「×」となり、低下している。さらに、比較例３では、「高圧エアーＦの温度」が、好ましい上限値超であるため、スリット４２ｃが熱変形することにより、スリット間隔Ｓが一様でなくなる、つまり、フィラメント集合体３を牽引する噴射気流が一様でなくなることから、フィラメントの冷却度合いや、フィラメントの繊維径にバラつきが生じる。このため、「糸切れ難さの評価」及び「地合の均一性の評価」が「×」となり、低下している。

【0071】

＜その他＞
本発明は、上述した各形態や、各実施例、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ 第１の原料樹脂
２ 第２の原料樹脂
３ フィラメント集合体
５ 不織布
１１ 第１の押出機（紡糸工程）
１２ 第２の押出機（紡糸工程）
２０ 紡糸口金（紡糸工程）
３０ 冷却手段（冷却工程）
３０Ｌ，３０Ｒ 冷却用送風機
４０ 延伸手段（延伸工程）
４１ イジェクター
４２ 上部ボディー
４２ａ 吸気口
４２ｂ 一対のチャンバー
４２ｃ 一対のスリット
４２ｄ 導入口
４２ｅ ディフューザ
４３ 下部ボディー
４３ａ 吐出口
４７ コンプレッサー
４８ ドライヤー
４８ａ ドレン管
４９ 熱交換器
４９ａ 熱交換容器
４９ｂ フィンチューブ
４９ｃ Ｕ字管
４９ｄ，４９ｅ 外部配管
４９ｆ 入口ポート
４９ｇ 出口ポート
５０ 捕集コンベア
５１ 捕集ベルト
５９ 吸引ボックス
６０ 熱エンボスロール
７０ ワインダー
１００ スパンボンド不織布製造装置
Ｄ 冷却エアー
Ｅ 分離ガス
Ｆ 高圧エアー
Ｈ 高温状態の熱媒体
Ｌ 低温状態の熱媒体
Ｓ スリット間隔
Ｖ 紡糸速度

【図1】

【図2】