JP5253340B2 - 不織布製造装置及び不織布の製造方法 - Google Patents

Description

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。

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。このような不織布に更に機能を付加するために、本願出願人は、細径化した繊維が捕集体に捕集される前に、繊維に対して繊維、糸又は粉体を吹き付ける技術を提案した（特許文献１）。しかしながら、静電紡糸法は紡糸液の吐出量に限界があるため、生産性良く、粉体等を含む不織布を製造することができなかった。

静電紡糸法の生産性の改善を期待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２）。そのため、この装置により紡糸されたナノファイバに対して粉体等を吹き付ければ、生産性良く、粉体等を含む不織布を製造できることが期待された。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ため、生産性良く、粉体等を含む不織布を製造できないものであると考えられた。

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３）。そのため、この装置により紡糸されたナノファイバーに対して粉体等を吹き付ければ、生産性良く、粉体等を含む不織布を製造できることが期待された。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るため、生産性良く、粉体等を含む不織布を製造できないものであった。

特開２００３−７３９６４号公報（段落番号００１８など） 特表２００５−５１５３１６号公報（要約、表１など） 米国特許第６５２０４２５号公報（要約、図２など）

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、繊維径の小さい繊維によって粉体等が保持された不織布を安定して生産性良く製造できる装置、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。

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２ｍｍ以下の距離で近接している、（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）繊維を捕集できる捕集体、及び（ハ）前記液吐出部と前記捕集体との間の紡糸空間に対して、粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる供給装置、を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。」である。

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。

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、細径化した繊維を安定して紡糸できる。また、ガスの作用によって繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良く不織布を製造することができる。更に、粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる供給装置によって、繊維に対して粉体等を供給できるため、不織布全体に亘って、均一に粉体等を混合することができる。

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で粉体等を担持した不織布を安定して生産性良く製造できる方法である。

（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 従来の紡糸装置の断面図 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 別の紡糸装置の先端部を拡大した斜視図 （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 （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 本発明の不織布製造装置の模式的断面説明図

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。

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Ｌ_１を、１本だけ引くことができる状態にある。

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。なお、図１の紡糸装置は紡糸液及びガスを加熱する必要はないため、エネルギー的に有利である。

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。

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、０．０３〜２０ｍｍ^２であるのが好ましく、０．０３〜０．８ｍｍ^２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ^２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、２０ｍｍ^２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。

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。

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。

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、０．０３〜７９ｍｍ^２であるのが好ましく、０．０３〜２０ｍｍ^２であるのがより好ましい。０．０３ｍｍ^２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となり、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、７９ｍｍ^２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。また、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。

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。

この紡糸装置は、紡糸液を吐出できる第１液吐出部Ｅｌ_１を一方の端部に有する第１液吐出ノズルＮｌ_１と、紡糸液を吐出できる第２液吐出部Ｅｌ_２を一方の端部に有する第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｅｌ_１、第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｎｌ_１は第１液吐出部Ｅｌ_１を端部とする第１液用柱状中空部Ｈｌ_１を有し、第２液吐出ノズルＮｌ_２は第２液吐出部Ｅｌ_２を端部とする第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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Ｈｌ_１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ_１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Ｎｌ_１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Ｈｌ_２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ_２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Ｎｌ_２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Ｈｌ_１の第１吐出方向中心軸Ａｌ_１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Ｈｌ_２の第２吐出方向中心軸Ａｌ_２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Ｈｌ_１、Ｈｌ_２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Ｈｌ_１、Ｈｌ_２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）。

そのため、図４のような紡糸装置の第１液吐出ノズルＮｌ_１及び第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｈｌ_１、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２をそれぞれ通り、第１液吐出部Ｅｌ_１、第２液吐出部Ｅｌ_２から第１液用柱状中空部Ｈｌ_１の第１吐出方向中心軸Ａｌ_１方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２の第２吐出方向中心軸Ａｌ_２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の吐出方向中心軸Ａｇ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Ａｌ_１、Ａｌ_２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Ｈｌ_１の第１軸方向、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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、生産性良く紡糸できる。また、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エネルギー的に有利である。更に、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。なお、図４の紡糸装置は紡糸液及びガスを加熱する必要がないため、エネルギー的に有利である。

第１液吐出ノズルＮｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２は紡糸液を吐出できるものであれば良く、第１液吐出部Ｅｌ_１、第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｎｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｈｌ_１、Ｈｌ_２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Ｅｌ_１と第２液吐出部Ｅｌ_２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。

第１液吐出部Ｅｌ_１及び／又は第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｈｌ_１、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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Ｎｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｅｌ_１、第２液吐出部Ｅｌ_２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）。

また、第１液吐出部Ｅｌ_１及び第２液吐出部Ｅｌ_２の大きさも特に限定するものではないが、いずれも０．０１〜２０ｍｍ^２であるのが好ましく、０．０１〜２ｍｍ^２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ^２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、２０ｍｍ^２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。なお、第１液吐出部Ｅｌ_１の大きさと第２液吐出部Ｅｌ_２の大きさは同じであっても異なっていても良い。同じ大きさであれば、繊維径の揃った繊維を紡糸しやすい。

なお、第１液吐出ノズルＮｌ_１及び第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｎｌ_１及び第２液吐出ノズルＮｌ_２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。

なお、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ_１と第２液吐出ノズルＮｌ_２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、生産性良く紡糸することができる。

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Ｎｌ_１側となり、もう１つの角が第２液吐出ノズルＮｌ_２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Ｈｌ_１、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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Ｎｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２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。

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、０．０１〜７９ｍｍ^２であるのが好ましく、０．０１５〜２０ｍｍ^２であるのがより好ましい。０．０１ｍｍ^２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、７９ｍｍ^２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。

ガス吐出ノズルＮｇはガス吐出部Ｅｇが第１液吐出部Ｅｌ_１及び第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｅｌ_１及び第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｅｌ_１又は第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｅｌ_１又は第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｅｌ_１及び第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｅｌ_１及び第２液吐出部Ｅｌ_２とが一致していなければ良い。

なお、ガス吐出部Ｅｇと第１液吐出部Ｅｌ_１又は第２液吐出部Ｅｌ_２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。

第１液用柱状中空部Ｈｌ_１及び第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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Ｈｌ_１、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２、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。

なお、第１液用柱状中空部Ｈｌ_１を延長した第１液仮想柱状部Ｈｖｌ_１は第１液吐出部Ｅｌ_１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Ｈｌ_２を延長した第２液仮想柱状部Ｈｖｌ_２は第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｈｖｌ_１とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第１液吐出ノズルＮｌ_１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Ｈｖｌ_２とガス仮想柱状部Ｈｖｇとの距離は第２液吐出ノズルＮｌ_２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。

この第１液仮想柱状部Ｈｖｌ_１、第２液仮想柱状部Ｈｖｌ_２、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。

更に、第１液用柱状中空部Ｈｌ_１の第１吐出方向中心軸Ａｌ_１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Ｈｌ_２の第２吐出方向中心軸Ａｌ_２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。

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Ｈｌ_１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Ｈｌ_２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Ｈｌ_１から吐出された紡糸液と第２液用柱状中空部Ｈｌ_２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。

なお、図４には図示していないが、第１液吐出ノズルＮｌ_１及び第２液吐出ノズルＮｌ_２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。

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。

また、図４においては、第１液吐出ノズルＮｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２、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、第１液吐出ノズルＮｌ_１の第１液吐出部Ｅｌ_１、第２液吐出ノズルＮｌ_２の第２液吐出部Ｅｌ_２、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。また、段差を有する基材に対して第１液用柱状中空部Ｈｌ_１、第２液用柱状中空部Ｈｌ_２、ガス用柱状中空部Ｈｇを穿孔したものであっても良い。

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１の液吐出ノズルＮｌからの紡糸液吐出方向よりも上方に、粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる粉体等供給装置Ｓｐ、繊維と粉体等との混在物を捕集できる捕集体３、捕集体３の下方に存在し、繊維と粉体等とを吸引するサクション装置４、紡糸装置１、捕集体３及びサクション装置４を収納できる紡糸容器５、紡糸容器５へ所定相対湿度の気体を供給できる容器用ガス供給装置、及び紡糸容器５内の気体を排気できる排気装置を備えている。なお、紡糸装置１には、紡糸液を貯蔵しており、液吐出ノズルＮｌへ紡糸液を供給できる紡糸液貯蔵装置が接続されており、また、ガス吐出ノズルＮｇへ気体を供給できる紡糸用ガス供給装置が接続されている。

このような不織布製造装置の場合、紡糸液は紡糸液貯蔵装置から液吐出ノズルＮｌへ供給されると同時に、紡糸用ガス供給装置によってガスがガス吐出ノズルＮｇへ供給されるため、液吐出ノズルＮｌから吐出された紡糸液はガス吐出ノズルＮｇから吐出された気体の剪断作用によって延伸され、繊維化し、紡糸液の吐出方向に飛翔する。この紡糸空間２を飛翔する繊維に対して、粉体等供給装置Ｓｐによって、粉体、繊維及び／又は繊維集合体が供給されるため、これら粉体等は繊維に担持されて飛翔を続ける。次第に、重力の作用により、また、捕集体３の下部に配置されたサクション装置４の吸引により、繊維及び粉体等は飛翔方向を重力方向に変え、直接、捕集体３上に集積し、不織布を形成する。

なお、この繊維、粉体等を集積する際に、捕集体３の下部にはサクション装置４が配置されているため、ガス吐出ノズルＮｇから吐出されたガスや容器用ガス供給装置から供給されたガスは速やかに排出され、これらガスの作用によって不織布が乱れるということがない。

また、図７の不織布製造装置においては、紡糸装置１、捕集体３、サクション装置４を紡糸容器５に収納し、閉鎖空間としているため、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。

紡糸容器５に、サクション装置４とは別に紡糸容器５内の気体を排気する排気装置を接続しているため、繊維径のバラツキを小さくすることができる。つまり、紡糸を行っていると、紡糸容器５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結果、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が、排気装置によって気体を排出できるため、繊維径のバラツキを抑制することができる。また、紡糸容器５に温湿度を調整した気体を供給できる容器用ガス供給装置が接続されているため、紡糸容器５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。

このように、本発明の不織布製造装置によれば、前述の紡糸装置１を使用しているため細径化した繊維を安定して紡糸でき、また、ガスの作用によって繊維を紡糸しているため、紡糸液の吐出量を増やすことができ、生産性良く不織布を製造することができる。また、本発明の不織布製造装置はガスの作用によって繊維を紡糸しているため、紡糸液の粘度が高い場合であっても安定して紡糸することができる。更に、紡糸空間２を飛翔する繊維に対して粉体等を供給して不織布を形成する、つまり、繊維同士が結合する前の段階で粉体等を供給し、繊維と粉体等とを混合しているため、不織布全体に亘って、均一に粉体等を混合することができる。不織布の表面だけではなく、不織布内部も含めた全体に亘って粉体等を混合できるため、大量の粉体等を混合することができる。また、粉体等は自由度の高い飛翔状態の繊維によって担持されるため、不織布から粉体等が脱落しにくい。更に、バインダーによる粉体等の接着、熱処理による粉体等の融着が不要であるため、バインダーや熱処理による粉体等の機能を損なうことがなく、また、不織布の生産性を高めることができる。

本発明の粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる粉体等供給装置Ｓｐは、液吐出部と捕集体３との間の紡糸空間２、つまり繊維の飛翔する空間に対して、粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる装置であれば良く、特に限定するものではないが、例えば、エアガン、ふるい、粉粒体輸送機などを挙げることができる。なお、図７においては、紡糸液吐出方向よりも上方から粉体等を供給しているが、飛翔する繊維に対して粉体等を供給できるのであれば、どの方向から供給しても良い。また、粉体供給装置を２台以上設置し、同じ又は異なる粉体を供給することもできる。

図７においては、捕集体３の下側にサクション装置４を備えているため、サクション装置４の作用によって繊維及び粉体等は捕集体３へ誘導し、ガスを除去できる。図７においては、コンベアからなる捕集体３であるが、捕集体３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、サクション装置４によってガスを吸引しているため、捕集体３は通気性であるが、サクション装置４を使用しない場合には、捕集体は通気性である必要はない。

図７においては、捕集体３を捕集体３の捕集面と紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向とが平行であるように配置しているが、繊維及び粉体等を捕集できるのであれば、このように配置する必要はない。例えば、捕集体３の捕集面と紡糸装置１の液吐出ノズルＮｌからの吐出方向とが直角であるように配置しても良い。なお、液吐出ノズルＮｌからの紡糸液の吐出方向は重力の作用方向と同じであっても、重力の作用方向と反対方向であっても、重力の作用方向と直交する方向であっても、重力の作用方向と交差する方向であっても良く、特に限定するものではない。

サクション装置４は特に限定するものではないが、紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量、製造する不織布の厚みによって風速条件を調整できるものが好ましい。サクション装置４により吸引されたガスは排気、または再び紡糸容器内に戻し、循環させることもできる。このように循環させる場合、容器用ガス供給装置を排気装置と兼用させることもできる。

容器用ガス供給装置としては、例えば、プロペラファン、シロッコファン、エアコンプレッサー、或いは送風機などを挙げることができる。なお、図７においては、紡糸容器５の上壁面からガスを供給しているが、側壁面からガスを供給することもできる。しかしながら、紡糸空間２へ効率的に、かつ集積状態に影響を与えないようにガスを供給できる位置から供給するのが好ましい。

また、排気装置は特に限定するものではないが、例えば、排気口に設置されたファンであることができる。図７のように、容器用ガス供給装置によって紡糸容器５へ気体を供給する場合には、単に排気口を設けるだけで供給量と同量の気体を排出することができるため、排気装置は必ずしも必要はない。なお、図７のように排気装置によって排気する場合、排気量は紡糸用ガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量と同じであるのが好ましい。供給量と排気量とが異なると、紡糸容器５内における圧力が変わることによって、溶媒の蒸発速度が変わり、繊維径のバラツキが生じやすいためである。また、図７に示す態様とは異なり、排気装置への排気口は紡糸容器５の底壁面ではなく、側壁面に設けることもできる。また、サクション装置に排気装置を兼用させることもできる。

なお、紡糸液貯蔵装置としては、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を挙げることができ、紡糸用ガス供給装置として、例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなどを挙げることができる。

図７の不織布製造装置においては、紡糸装置１を１台だけ配置しているが、１台である必要はなく、２台以上配置することができる。２台以上配置することによって不織布の生産性を高めることができる。

本発明の不織布製造装置においては、繊維同士及び繊維と粉体等とを結合する装置は特に必要ではないが、確実に繊維及び／又は粉体等の脱落を抑制するために、繊維同士及び繊維と粉体等とを結合する装置を配置することができる。例えば、バインダーを付与し、乾燥する装置、繊維同士を融着させることのできる熱処理装置、繊維同士を絡合させることのできる絡合装置、などを配置することができる。

なお、図７の不織布製造装置においては、重力及びサクション装置４による吸引によって繊維及び粉体等の飛翔方向が変わる態様であるが、粉体等供給装置Ｓｐによって粉体等を紡糸空間２へ供給した後、ガスを作用させることによって、繊維及び粉体等の飛翔方向を変えることもできる。

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、紡糸用ガス供給装置として圧縮機を使用し、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。

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。

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。

なお、液吐出部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、液吐出部１つあたり０．１〜１００ｃｍ^３／時間であるのが好ましい。

本発明の紡糸装置１が２つ以上の液吐出部を有する場合、いずれの液吐出部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、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。

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。

本発明の製造方法に使用できる粉体、繊維、繊維集合体は不織布に機能を付与できるものであれば良く、特に限定するものではない。例えば、粉体として、活性炭（例えば、水蒸気賦活炭、アルカリ処理活性炭、酸処理活性炭など）、無機粒子（例えば、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化亜鉛、チタン含有酸化物、ゼオライト、触媒担持セラミックス、シリカなど）、イオン交換樹脂、植物の種子などを挙げることができる。繊維として、レーヨン、ポリノジック、キュプラなどの再生繊維、アセテート繊維などの半合成繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、綿、麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維などを挙げることができる。繊維集合体として、前記同種又は異種繊維の集合体を挙げることができる。なお、繊維集合体の集合状態は特に限定するものではなく、例えば、繊維同士が絡んだ状態、繊維同士が接着した状態、繊維同士が融着した状態、繊維同士を撚って糸となった状態、などを挙げることができる。

なお、粉体等の飛翔する繊維への供給量は不織布の使用用途、目標性能等によって変化するため、特に限定するものではない。

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。

（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。

（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。
（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） 紡糸液供給装置：シリンジ
（２） 紡糸用ガス供給装置：圧縮機
（３） 第１液吐出ノズルＮｌ_１：金属製
（３）−１ 第１液吐出部Ｅｌ_１：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ^２）の円形
（３）−２ 第１液用柱状中空部Ｈｌ_１：０．３３ｍｍ径の円柱状
（３）−３ ノズル外径：０．６４ｍｍ
（４） 第２液吐出ノズルＮｌ_２：金属製
（４）−１ 第２液吐出部Ｅｌ_２：０．３３ｍｍ径（断面積：０．０８６ｍｍ^２）の円形
（４）−２ 第２液用柱状中空部Ｈｌ_２：０．３３ｍｍ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：０．０８６ｍｍ^２）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Ｅｌ_１と第２液吐出部Ｅｌ_２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Ｈｖｌ_１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Ａｌ_１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Ｈｌ_１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Ｈｖｌ_２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Ａｌ_２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Ｈｌ_２の切断面の外周との距離が最も短い直線Ｌ２の本数：１本

（ロ） 粉体供給装置 粉体を紡糸空間に自然落下させるふるい落とし装置を、液吐出ノズルの前方１５ｃｍ、かつ１５ｃｍ上方に配置

（ハ） 捕集体：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が、各紡糸液の吐出方向中心軸と平行となるように配置
（１）−１ 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とコンベアネットの捕集面との距離が、３００ｍｍとなるように配置
（２）サクション装置：サクションボックス（サクション口：８０ｍｍ×３５０ｍｍ）、排気装置を兼用

（ニ） 紡糸容器：高さ１０１０ｍｍ×幅１０１０ｍｍ×奥行１０１０ｍｍ
（１）紡糸装置、粉体供給装置、捕集体、サクション装置を紡糸容器内にそれぞれ配置
（２）容器用ガス供給装置を紡糸容器の上壁面に接続

（不織布の製造）
次の条件で繊維を紡糸するとともに、紡糸空間２へ活性炭を自然落下させて供給し、繊維及び活性炭を捕集体３（コンベアネット）上に集積させ、活性炭を含有する不織布（平均繊維径：３００ｎｍ）を製造した。この不織布においては、不織布全体に亘って、均一に活性炭が分散していた。

（イ） 第１液吐出ノズルＮｌ_１及び第２液吐出ノズルＮｌ_２からの各吐出量：３ｇ／時間
（ロ） 空気吐出流速：２５３ｍ／ｓｅｃ．
（ハ） 空気吐出量：１．３Ｌ／ｍｉｎ．
（ニ） 粉体供給量：０．２ｇ／時間
（ホ） ネットの移動速度：２ｍｍ／ｍｉｎ.
（ヘ） サクションボックスの吸引条件：１．４ｍ^３／ｍｉｎ．
（ト） 容器用ガスの供給条件：温度２８℃、湿度４０％の空気を５０Ｌ／ｍｉｎで供給

（比較例１）
（紡糸液の調製）
実施例１と同じ紡糸液を用意した。

（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。
（１） 紡糸液供給装置：ステンレスタンク
（２） 紡糸用ガス供給装置：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：０．３８ｍｍ^２）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：３．４６ｍｍ^２）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：０．２ｍｍ
（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：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が、紡糸液の吐出方向中心軸と平行となるように配置。
（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１ｍ^３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）

（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。そのため、実施例１のように、活性炭を供給することは行わなかった。

（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、１ｍ^３／ｍｉｎ．

Ｎｌ 液吐出ノズル
Ｎｌ_１ 第１液吐出ノズル
Ｎｌ_２ 第２液吐出ノズル
Ｎｇ ガス吐出ノズル
Ｅｌ 液吐出部
Ｅｌ_１ 第１液吐出部
Ｅｌ_２ 第２液吐出部
Ｅｇ ガス吐出部
Ｈｌ 液用柱状中空部
Ｈｌ_１ 第１液用柱状中空部
Ｈｌ_２ 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
Ｈｖｌ_１ 第１液仮想柱状部
Ｈｖｌ_２ 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）
Ａｌ_１ 第１吐出方向中心軸（液）
Ａｌ_２ 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
Ｌ_１ 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 紡糸空間
３ 捕集体
４ サクション装置
５ 紡糸容器
Ｓｐ 粉体等供給装置
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

Claims (2)

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２ｍｍ以下の距離で近接している
   （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）繊維を捕集できる捕集体、及び
   （ハ）前記液吐出部と前記捕集体との間の紡糸空間に対して、粉体、繊維及び／又は繊維集合体を供給できる供給装置、
   を備えていることを特徴とする、不織布製造装置。
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。

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