JP3931099B2 - 繊維ウエブ製造装置、繊維ウエブの製造方法、及び不織布 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は繊維ウエブ製造装置、繊維ウエブの製造方法、及び不織布に関する。特に、地合いの優れる繊維ウエブを製造することのできる装置、その製造方法、及び地合いの優れる不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不織布は構成繊維、繊維ウエブの形成方法、及び繊維ウエブの結合方法を適宜組み合わせることにより、各種機能を付与できるため、各種用途に適用されている。
【０００３】
このような不織布のもととなる繊維ウエブとして、特開昭５０−１６０５６３号公報には、「同種又は異種の連続剛性繊維束を等長、または二種以上の不等長短繊維束に連続的に切断しつつ、高速渦噴気流発生装置に供給し該渦噴気流によって短繊維束を解繊または開繊するとともに渦噴気流噴気口部に付設した概略円錐台形状のフードの作用により所定範囲に均一に分散混合落下させ、吸気堆積捕集したことを特徴とする繊維強化複合材料基材用の異品種混合および繊維長混合短繊維マット。」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報には、フードの形状、フードと吸気堆積捕集するネットとの距離、吸引量などが繊維の均一分散性に大きな影響をもち、特に前記フードの形状が概略円錐台形状である場合に均一分散性に優れていることが開示されている。
【０００５】
しかしながら、本願発明者らの検討によると、前記公報に記載のような概略円錐台形状のフードを使用しても繊維を均一に開繊することができず、地合いの悪い不織布しか製造できないことがわかった。
【０００６】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、圧縮気体を使用して、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる装置、この製造方法、及び地合いの優れる不織布を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の繊維ウエブ製造装置は、「繊維を噴出できるノズルと、前記ノズルへの圧縮気体導入手段と、前記ノズルの噴出口の前方に位置し、前記ノズルから噴出した繊維と衝突して繊維を分散できる衝突部材と、前記衝突部材を囲むとともに、前記衝突部材との衝突によって分散する繊維を導く囲い部材、前記囲い部材によって導かれた繊維を捕集して繊維ウエブを形成できる捕集部材、とを備えている繊維ウエブ製造装置であり、前記囲い部材は前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形であることを特徴とする、繊維ウエブ製造装置。」である。このように本発明の繊維ウエブ製造装置は、衝突部材を設けること、及び囲い部材の横断面形状が変化することによって、繊維の均一分散性が向上し、結果として地合いの優れる不織布を製造できることを見出したものである。
【０００８】
本発明の繊維ウエブの製造方法は、「繊維を噴出できるノズルへ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズルへ圧縮気体を導入して、ノズルから繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程と、前記ノズルの噴出口の前方に位置する衝突部材に、前記ノズルから噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる工程と、前記衝突部材を囲む囲い部材によって、前記分散させた繊維を導く工程と、前記導かれた繊維を捕集部材で捕集して繊維ウエブを形成する工程、とを備えた繊維ウエブの製造方法であり、前記囲い部材として、前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形のものを使用することを特徴とする、繊維ウエブの製造方法。」である。このように、基本的に前記繊維ウエブ製造装置を使用する繊維ウエブの製造方法であるため、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる方法である。
【０００９】
本発明の不織布は上記製造方法により製造した、地合いの優れる繊維ウエブを用いたものであるため、地合いの優れる不織布である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の繊維ウエブ製造装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の流れ方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図であり、図２は本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の幅方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図である。また、図３は捕集部材を除いた、本発明の繊維ウエブ製造装置の斜視図である。これらの図から明らかなように、本発明の繊維ウエブ製造装置１０はノズル２、圧縮気体導入口３、衝突部材４、囲い部材５、及び捕集部材６とを備えている。
【００１２】
図１におけるノズル２は供給された繊維及び／又は繊維集合体を、後述のような圧縮気体の作用によって、ノズル噴出口２１から後述のような囲い部材５で形成された空間へ噴出する。
【００１３】
図１におけるノズル２は圧縮気体供給側（紙面上、上側）からノズル噴出口２１へ向かって、一定の横断面積を有するものであるが、本発明におけるノズルはこのようなノズルに限定されず、例えば、圧縮気体供給側からノズル噴出口２１へ向かって、連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなるノズル、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなるノズル、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなった後に小さくなるノズル、或いは連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなった後に大きくなるノズルも使用することができる。これらの中でも、圧縮気体供給側からノズル噴出口２１へ向かって、連続的に横断面積が大きくなるノズルは、繊維のつまりが発生せず、繊維を均一に分散させることができるため好適である。このようなノズルとして、例えば、ベンチュリー管を挙げることができる。
【００１４】
このようなノズル２には、図１で示すように、圧縮気体導入口３が接続されている。そのため、圧縮気体導入手段によって、圧縮気体導入口３を介して圧縮気体を導入することによって、材料供給口１から繊維及び／又は繊維集合体をノズル２へ供給することができるとともに、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体が噴出された場合の圧縮気体の膨張力によって、開繊され、個々の繊維に分散させることができる。この圧縮気体導入手段（図示していない）としては、例えば、コンプレッサーなどを挙げることができる。この圧縮気体はどのような気体を利用しても良いが、空気を用いるのが製造上好適である。
【００１５】
なお、圧縮気体導入手段によるノズル２への圧縮気体の供給が渦巻き状であると、繊維同士が絡み合い、繊維の分散性を低下させる傾向があるため、圧縮気体の流れが実質的に層流であるように、ノズル２へ圧縮気体を供給できるのが好ましい。
【００１６】
また、圧縮気体は繊維の開繊性及び分散性を高めることができるように、ノズル噴出口２１における気体通過速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上であるように導入するのが好ましい。同様の理由で、圧縮気体の圧力は２ｋｇ／ｃｍ２以上で導入するのが好ましい。更に、後述のような囲い部材５を設けることによって、囲い部材５の内壁に繊維が付着し、堆積しやすいため、長時間繊維ウエブを製造すると、堆積した繊維堆積物が脱落して、繊維ウエブの地合いを損なう場合があるため、後述のような囲い部材５の捕集部材側端部５２における気体流速が１ｍ／ｓ以上（より好ましくは２ｍ／ｓ以上）であるように、圧縮気体を導入できる圧縮気体導入手段を使用するのが好ましい。なお、この「ノズル噴出口２１における気体通過速度」は、ノズル２から噴出された気体の１気圧における流量（ｍ３／ｓｅｃ）を、ノズル噴出口２１の横断面積（ｍ２）で除した値をいい、「囲い部材の捕集部材側端部における気体流速」は、囲い部材５の捕集部材側端部５２からの気体流出量（ｍ３／ｓｅｃ）を、囲い部材５の捕集部材側端部５２の横断面積（ｍ２）で除した値をいう。
【００１７】
前述のようなノズル噴出口２１の前方には、衝突部材４が配置されている。この衝突部材４が配置されていることによって、ノズル２から噴出された繊維及び／又は繊維集合体と衝突して、繊維の分散を促進させる。図１においては、この衝突部材４として、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とを備えたものを使用している。この衝突部材４の場合、円錐状の突起部４１との衝突による開繊と、その突起部４１の表面に沿って平板状の衝突部４２へ到達した時の衝突部４２との衝突により、開繊と繊維の移動方向を変更させて繊維の分散を促進させることができる。しかしながら、本発明の衝突部材はこのような衝突部材に限定されず、例えば、平板状衝突部材、釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化した衝突部材（図１又は図２の突起部４１が釣鐘状となった衝突部材）などを使用することができる。図１又は図２の衝突部材４と同様の理由で、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化した衝突部材を好適に使用できる。
【００１８】
このような衝突部材４は噴出された繊維と衝突できるように、ノズル噴出口２１の前方に配置されていれば良いが、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、この衝突部材４の平坦部（例えば、図１又は図２においては衝突部４２のノズル噴出口２１側表面、円錐状の衝突部材の場合は円錐の底面、釣鐘状の衝突部材の場合は釣鐘の底面）とノズル噴出口２１との最短距離が１〜１００ｍｍであるように設置するのが好ましく、５〜４０ｍｍであるように設置するのがより好ましく、５〜３０ｍｍであるように設置するのが更に好ましく、１０〜３０ｍｍであるように設置するのが更に好ましく、１０〜２０ｍｍであるように設置するのが最も好ましい。
【００１９】
また、衝突部材４が釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、或いは円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４からなる場合、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、釣鐘状、円錐状、或いは突起部の軸がノズル噴出口２１の中心と一致するように配置するのが好ましい。また、これら衝突部材４を設置する場合には、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、釣鐘状、円錐状、或いは突起部の頂点がノズル噴出口２１と対向するように設置するのが好ましい。
【００２０】
本発明の繊維ウエブ製造装置１０においては、前述のような衝突部材４を囲むとともに、後述のような捕集部材６の方向へ伸びており、衝突部材４との衝突によって分散した繊維を捕集部材６へ導く囲い部材５を配置している。本発明においては、この囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状と、捕集部材側端部５２における横断面形状が相違しているものを使用することによって、繊維を均一に分散させることができ、結果として地合いの優れる不織布を製造できることを見出した点に、特に特徴がある。
【００２１】
図１、図２及び図３においては、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形である囲い部材５を使用している。このような囲い部材５においては、衝突部材４によって繊維を四方八方に分散させることができるのに加えて、囲い部材５の横断面形状が円形から長方形に変化することによって、衝突部材直下近傍において乱流が発生することによって、更に繊維が均一に分散できるのではないかと考えている。そのため、図１又は図２のような衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形である囲い部材５である必要はなく、衝突部材４による繊維の分散を確保できるように、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形、楕円、或いは長円であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が非円形である囲い部材を好適に使用できる。特に、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が非円形である囲い部材が好ましい。より具体的には、（衝突部材側端部５１における横断面形状）−（捕集部材側端部５２における横断面形状）の組合せが、（円形）−（多角形）、（円形）−（長円）、（円形）−（楕円）、（楕円）−（多角形）、（楕円）−（長円）、（長円）−（多角形）、（長円）−（楕円）などを挙げることができる。
【００２２】
なお、囲い部材５は囲い部材５の最も広い横断面積（Ｓｍａｘ）に対する、最も狭い横断面積（Ｓｍｉｎ）の比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が、０．５〜１であるのが好ましい。この比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が０．５未満であると、囲い部材５の横断面積の変化量が大きいことによって、繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすく、堆積して、堆積量が一定量を超えた場合に脱落して、繊維の分散性を損なう可能性があるためで、０．６以上であるのがより好ましい。理想的な比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）は１、つまり囲い部材５の任意の横断面積が同じ面積である。なお、この囲い部材５の最も広い横断面積が囲い部材５の衝突部材側端部５１であり、最も狭い横断面積が囲い部材５の捕集部材側端部５２であると、繊維の分散性のより優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００２３】
また、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離が３ｃｍ以上、１０ｃｍ以下であるのが好ましい。この距離が３ｃｍ未満であると、衝突部材４の周辺における乱流の影響を受けて、繊維の分散性を損ねる傾向があるためで、より好ましくは４ｃｍ以上である。他方、この距離が１０ｃｍを超えると、気体の流れが乱れたり、流速が遅くなることにより、帯電した繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすく、堆積して、堆積量が一定量を超えた場合に脱落して、繊維ウエブの地合いを損なう可能性があるためで、９ｃｍ以下であるのがより好ましい。この距離は、囲い部材５の任意の箇所において、横断面の中心を通るように、ノズル噴出口２１の中心と囲い部材５の捕集部材側端部５２によって形成される面の中心とをつないだ道のりをいう。なお、前記道のりが屈曲又は湾曲していると、繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすくなるため、前記道のりは直線であるのが好ましい。
【００２４】
このような囲い部材５は衝突部材４を囲っているが、その状態は特に限定するものではなく、衝突部材４による繊維の分散を妨げないように適度な距離をおいて囲っていれば良い。この距離は実験を繰り返すことにより適宜設定することができる。また、囲い部材５は衝突部材４により分散する繊維の飛散を防ぐために、図１又は図２に示すように、ノズル２と連結しているのが好ましい。
【００２５】
また、囲い部材５は捕集部材方向へ伸びているが、その状態は特に限定するものではないが、例えば、繊維移動経路が直線状、繊維移動経路が湾曲状、繊維移動経路が屈曲状、或いはこれらの組み合せを挙げることができる。これらの中でも、繊維移動経路が直線状であると、囲い部材５の内壁へ繊維が付着しにくいため、好適な実施態様である。
【００２６】
なお、繊維移動経路方向における、囲い部材５の横断面形状の変化は連続的であっても、不連続的であっても良いが、囲い部材５の内壁に繊維が付着しにくいように、横断面形状の変化は連続的であるのが好ましい。
【００２７】
このような囲い部材５によって導かれた繊維を捕集して繊維ウエブを形成できるように、捕集部材６を備えている。この捕集部材６が移動可能であると、連続的に繊維ウエブを製造することができる。この捕集部材６は繊維を捕集できるものであれば良く、特に限定するものではないが、図１及び図２においては、多孔性ネットを配置している。その他にも、多孔性ロール、無孔フィルム、無孔ロールなども使用することができる。これらの中でも、多孔性の捕集部材（多孔性ネット、多孔性ロールなど）は捕集部材の裏面へ気体を透過させることができるため、繊維ウエブの形成を安定して行なうことができ、しかも捕集部材の下方から気体を吸引して繊維を捕集することにより、地合いの優れる繊維ウエブを形成することができるため好適である。つまり、捕集部材上の繊維量の多い領域は圧力損失が高いため、繊維量がより少なく、圧力損失がより低い領域へ繊維が吸引されやすいため、地合いのより優れる繊維ウエブを形成することができるのである。
【００２８】
以上は本発明の繊維ウエブ製造装置１０の基本的な構造であるが、前記構造に加えて、繊維の分散性を高めるために、ノズル２の手前に繊維及び／又は繊維集合体をほぐす装置（例えば、ミキサー）を設置することができる。また、捕集部材６が多孔性ネットや多孔性ロールなど、多孔性である場合には、捕集部材６の下方に繊維を吸引することのできる吸引装置（例えば、サクションボックス）を設置するのが好ましい。なお、図１〜図２の態様は、１つのノズル２に対して１つの囲い部材５を使用した態様であるが、２つ以上のノズルに対して１つの囲い部材を使用する態様であっても良い。また、図１〜図２の態様は、１つのノズル２と１つの囲い部材５からなる繊維ウエブ製造装置１０であるが、このような繊維ウエブ製造装置１０を２組以上並べることもできる。この場合、幅の広い繊維ウエブを製造することができ、繊維ウエブの生産性を飛躍的に高めることができる。更に、図１及び図２においては、囲い部材５の捕集部材側端部の横断面形状が長方形であり、その長辺方向を捕集部材６の幅方向と一致させる態様であるが、このように配置する必要はなく、長辺方向を捕集部材６の流れ方向と一致させるように配置しても、同様に地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。同様に、囲い部材５の捕集部材側端部の横断面形状が非円形である場合、どのように囲い部材５を配置しても、同様に地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００２９】
また、囲い部材５の捕集部材側端部５２と捕集部材６との相対的な位置を移動させることのできる手段（移動手段）を備えていることによって、地合いのより優れる繊維ウエブを製造することができる。この移動手段は、例えば、囲い部材５の捕集部材側端部５２を繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向に往復運動をさせたり、円又は楕円を描くように移動させたり、或いは捕集部材６を繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向に往復運動させることができる。
【００３０】
本発明の繊維ウエブの製造方法は、基本的に上述の繊維ウエブ製造装置１０を使用した製造方法である。つまり、繊維を噴出できるノズル２へ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズル２へ圧縮気体を導入して、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程と、前記ノズル２の噴出口の前方に位置する衝突部材４に、前記ノズル２から噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる工程と、前記衝突部材４を囲む囲い部材５によって、前記分散させた繊維を導く工程と、前記導かれた繊維を捕集部材６で捕集して繊維ウエブを形成する工程、とを備えた繊維ウエブの製造方法であり、前記囲い部材として、前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状と、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が相違するものを使用する方法である。
【００３１】
まず、繊維を噴出できるノズル２へ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズル２へ圧縮気体を導入して、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程（以下、「噴出工程」ということがある）において供給する繊維（繊維集合体の場合には個々の繊維）は特に限定されるものではないが、例えば、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細繊維、繊維径が４μｍを超え、５０μｍ以下であり、繊維長が１０ｍｍ以下の細繊維などを挙げることができる。なお、本発明においては、繊維及び／又は繊維集合体のみに限定されず、各種機能性粉体も一緒に供給することができる。本発明の製造方法においては、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細繊維であっても均一に分散できるという効果を奏する。
【００３２】
本発明の製造方法で使用する繊維として、前記のような極細繊維を使用する場合には、付着物（界面活性剤や糊剤など）の付着率が０．５ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。このように付着物量が少ないことによって極細繊維同士の密着性を低くすることができるし、付着物の脱落を抑えることができるため、結果として、各種用途に適用できる不織布を製造できるためである。また、付着物量が少ないことによってノズル２との摩擦によって静電気が発生し、極細繊維同士が反発しあい、極細繊維の分散性が向上するという効果も奏する。この付着物の付着率が少なければ少ない程、前記効果に優れているため、順に、０．３ｍａｓｓ％以下、０．１ｍａｓｓ％以下、０．０８ｍａｓｓ％以下、０．０６ｍａｓｓ％以下、０．０４ｍａｓｓ％以下、０．０２ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、理想的には０ｍａｓｓ％である。なお、極細繊維以外の繊維を使用する場合は、極細繊維と同様に付着物の付着率が低い繊維を使用することもできるし、付着物の付着率の高い繊維を使用することができる。なお、不織布の用途によって、付着物の脱落が好ましくない用途（例えば、濾過材用途、電池用セパレータ用途）に使用する場合には、極細繊維以外の繊維も極細繊維と同様に付着物の付着率が低いのが好ましい。
【００３３】
この「付着物の付着率」は付着物の質量の繊維の質量に対する百分率をいう。つまり、次の式により得られる値をいう。
Ａ＝（ｍｓ／ｍｆ）×１００
ここで、Ａは付着物の付着率（％）、ｍｓは付着物の付着質量（ｇ）、ｍｆは繊維の質量（ｇ）を、それぞれ意味する。また、「付着物」とは、繊維を熱水に１５分間浸漬することによって得られる抽出物と、繊維を熱メタノール溶液に１５分間浸漬することによって得られる抽出物の、両方の抽出物を意味する。前者の抽出物として、糊剤（例えば、アクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアルギン酸ソーダ、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなど）があり、後者の抽出物として、界面活性剤（親水基と親油基の両方を有する化合物、例えば、ノニオン系界面活性剤）がある。このように付着物量の少ない状態は、例えば、アセトン、エタノール、或いはメタノールなどによって繊維を洗浄することによって達成することができる。
【００３４】
本発明の製造方法で使用できる繊維はどのような成分から構成されていても良く、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリスチレン系樹脂（例えば、結晶性ポリスチレン、非晶性ポリスチレンなど）、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの有機成分、ガラス、炭素、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ワラストナイトなどの無機成分から構成することができる。
【００３５】
なお、繊維が融着可能であると、繊維の融着によって不織布に強度を付与できるため好適である。この融着可能な繊維は繊維表面を構成する成分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂から構成されていれば良い。例えば、繊維表面を構成する成分が、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、結晶性ポリスチレン系樹脂などの結晶性の熱可塑性樹脂、或いはポリ塩化ビニル系樹脂、非晶性ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などの非晶性の熱可塑性樹脂から構成されていれば良い。
【００３６】
この融着可能な繊維が２種類以上の成分から構成されていると、１種類の成分が融着したとしても、少なくとも１種類の成分によって繊維形態を維持することができるため好適である。この２種類以上の成分から構成されている繊維の横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型、サイドバイサイド型、多重バイメタル型、オレンジ型であることができ、特に芯鞘型、偏芯型、或いは海島型であるのが好ましい。
【００３７】
また、繊維は未延伸状態であることもできるが、強度的に優れているように、延伸状態にあるのが好ましい。
【００３８】
なお、繊維集合体は上述のような繊維が集合したものであり、その数は特に限定されるものではない。また、その集合状態も特に限定されるものではないが、例えば、規則正しく一定方向に繊維が配向した束状態、ランダムに配向した凝集状態、などを挙げることができる。これらの中でも、束状態であると、後述の圧縮気体の作用による繊維の分散性に優れているため好適である。
【００３９】
また、繊維径、繊維長、或いは成分の相違する繊維を２種類以上、及び／又は繊維径、繊維長、或いは成分の点で異なる繊維集合体を２種類以上組み合わせて供給しても良い。また、経時変化に伴って、その配合量を変化させても良い。
【００４０】
このような繊維及び／又は繊維集合体のノズル２への供給は、例えば、ノズル２への圧縮気体の導入によって行なわれる。この圧縮気体は繊維同士の絡みが生じにくいように、圧縮気体の流れが実質的に層流であるように、ノズル２へ供給するのが好ましい。また、繊維の開繊及び分散性を高めることができるように、ノズル噴出口２１における気体通過速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上であるように導入するのが好ましい。同様の理由で、圧縮気体の圧力は２ｋｇ／ｃｍ２以上で導入するのが好ましい。更に、囲い部材５の内壁に繊維が付着しにくいように、囲い部材５の捕集部材側端部５２における気体流速が１ｍ／ｓ以上（より好ましくは２ｍ／ｓ以上）であるように、圧縮気体を導入するのが好ましい。
【００４１】
この噴出工程においては、圧縮気体の作用によって、繊維及び／又は繊維集合体をノズル２から勢いよく噴出させる。この噴出させた時の圧縮気体の膨張力、ノズル２の内部とノズル２の外部との気圧差、或いは噴出させた圧縮気体により形成される乱流、などの相互作用によって、個々の繊維に開繊され、分散する。
【００４２】
次いで、ノズル噴出口２１の前方に位置する衝突部材４に、ノズル２から噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる。この衝突部材４としては、例えば、平板状衝突部材、釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４などを使用することができ、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４を好適に使用できる。このような衝突部材４を使用した場合、噴出された繊維及び／又は繊維集合体はまず円錐状の突起部４１と衝突して開繊され、その突起部４１の表面に沿って平板状の衝突部４２へ到達し、この衝突部４２と衝突をして、更に開繊されると同時に繊維の移動方向が変更させられて、繊維は分散する。
【００４３】
このような衝突部材４は繊維及び／又は繊維集合体の開繊性及び分散性に優れているように、衝突部材４の平坦部（例えば、図１又は図２においては衝突部４２、円錐状の衝突部材の場合は円錐の底面、釣鐘状の衝突部材の場合は釣鐘の底面）とノズル噴出口２１との距離が１〜１００ｍｍ（５〜４０ｍｍ、５〜３０ｍｍ、１０〜３０ｍｍ、１０〜２０ｍｍであるのが順に好ましい）であるように設置するのが好ましい。また、衝突部材が釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、或いは円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４からなる場合、釣鐘状、円錐状、或いは突起部４１の軸がノズル噴出口２１の中心と一致するように配置するのが好ましい。更に、これら衝突部材４は釣鐘状、円錐状、或いは突起部４１の頂点がノズル噴出口２１と対向するように設置しているのが好ましい。
【００４４】
このような衝突部材４によって分散させた繊維を、衝突部材４を囲むとともに、後述のような捕集部材方向へ伸び、かつ衝突部材側端部５１における横断面形状と捕集部材側端部５２における横断面形状が相違する囲い部材５により、捕集部材６へ導く。このように囲い部材５によって繊維の移動経路が規制されているため、繊維は確実に捕集部材６へ導かれるとともに、囲い部材５の横断面形状が変化することによって、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる。
【００４５】
この衝突部材側端部５１の横断面形状が円形、楕円、或いは長円であり、捕集部材側端部５２の横断面形状が非円形である囲い部材を好適に使用できる。特に、衝突部材側端部５１の横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２の横断面形状が非円形である囲い部材が好ましい。より具体的には、（衝突部材側端部５１における横断面形状）−（捕集部材側端部５２における横断面形状）の組合せが、（円形）−（多角形）、（円形）−（長円）、（円形）−（楕円）、（楕円）−（多角形）、（楕円）−（長円）、（長円）−（多角形）、（長円）−（楕円）の囲い部材を使用できる。
【００４６】
なお、囲い部材５は囲い部材５の最も広い横断面積（Ｓｍａｘ）に対する、最も狭い横断面積（Ｓｍｉｎ）の比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が、０．５〜１であるのが好ましい。また、この囲い部材５の最も広い横断面積が囲い部材５の衝突部材側端部５１であり、最も狭い横断面積が囲い部材５の捕集部材側端部５２であるのが好ましい。更に、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離が３ｃｍ以上（好ましくは４ｃｍ以上）、１０ｃｍ以下（好ましくは９ｃｍ以下）であるのが好ましい。
【００４７】
このような囲い部材５は衝突部材４を囲っているが、その状態は特に限定するものではなく、衝突部材４による繊維の分散を妨げないように適度な距離をおいて囲っていれば良い。また、囲い部材５は衝突部材４により分散する繊維の飛散を防ぐために、ノズル２と連結しているのが好ましい。
【００４８】
また、囲い部材５は捕集部材方向へ伸びているが、その状態は特に限定するものではないが、例えば、繊維移動経路が直線状、繊維移動経路が湾曲状、繊維移動経路が屈曲状、或いはこれらの組み合せを挙げることができる。
【００４９】
なお、繊維移動経路方向における、囲い部材５の横断面形状の変化は連続的であっても、不連続的であっても良い。
【００５０】
このように導かれた繊維を捕集部材６で捕集して、本発明の繊維ウエブを製造することができる。この捕集部材６は繊維を捕集できるものであれば良く、特に限定するものではないが、例えば、多孔性ネット、多孔性ロール、無孔フィルム、無孔ロールなどを使用することができる。
【００５１】
なお、多孔性ネットや多孔性ロールなどの多孔性の捕集部材６を使用し、捕集部材６の下方から気体を吸引すると、繊維ウエブの形成を安定して行なうことができ、しかも地合いのより優れる繊維ウエブを形成することができる。この吸引する際の吸引力は所望とする繊維ウエブによって適宜調節することができるが、圧縮気体のノズル噴出口からの噴出風量に対して、１．１倍以上、好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．３倍以上の風量で吸引すると、地合いのより優れる繊維ウエブを形成できるため好適である。なお、上限は特に限定するものではないが、前記噴出風量の３倍以下であるのが経済的である。
【００５２】
また、捕集部材６が移動可能であると、連続的に繊維ウエブを製造することができる。その移動速度は所望とする繊維ウエブの目付、使用繊維、ノズル等の能力等によって適宜調節することができる。例えば、高目付の繊維ウエブを製造する場合には捕集部材６の移動速度を遅くし、低目付の繊維ウエブを製造する場合には捕集部材６の移動速度を速くすれば良い。
【００５３】
なお、繊維を捕集部材６で集積する際に、囲い部材５の捕集部材側端部５２と捕集部材６との相対的な位置を移動させると、地合いのより優れる繊維ウエブを製造することができる。この移動として、例えば、囲い部材５の捕集部材側端部５２の繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向の往復運動、円移動又は楕円移動、或いは捕集部材６の繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向の往復運動などを挙げることができる。
【００５４】
本発明の不織布は上述のような製造装置を用いる製造方法により製造した、地合いの優れる繊維ウエブを用いたものであるため、地合いの優れる不織布である。一般的に繊維ウエブの状態では機械的強度が悪いため、繊維ウエブを結合して不織布とするのが好ましい。この結合方法は特に限定するものではないが、例えば、繊維を融着する方法、エマルジョンやラテックスなどのバインダーにより接着する方法、水流などの流体流やニードルにより絡合する方法、などを単独で、或いは併用して結合することができる。繊維を融着させたり、バインダーにより接着する方法であると、繊維同士の密着の程度の低い嵩高な不織布とすることができ、絡合する方法であると、繊維同士の密着の程度の高い緻密な構造の不織布とすることができる。
【００５５】
本発明の不織布は、前述のように繊維同士の密着の程度の異なる繊維ウエブを形成できることに加えて、繊維同士の密着の程度が異なるように結合できるため、本発明の不織布は０．００５〜０．９ｇ／ｃｍ３という幅広い見掛密度を採ることができる。なお、この不織布のもととなる繊維ウエブは地合いの優れるものであるため、不織布の目付は１〜１００ｇ／ｍ２であることができる。また、不織布の厚さも０．００１ｍｍ〜５０ｍｍであることができる。本発明における「見掛密度」は、目付（ｇ／ｃｍ２）を厚さ（ｃｍ）で除した値であり、「目付」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８．６．２に規定された方法で測定した単位面積あたりの質量の値をいい、「厚さ」はＪＩＳ Ｌ１０８５：1998、６．１（厚さ）に規定されているＡ法により得られる値をいう。
【００５６】
本発明の不織布は地合いが優れており、各種特性の均一性に優れているため、各種用途に適用することができる。例えば、気体用濾過材（例えば、ヘパフィルタ用濾過材、ウルパフィルタ用濾過材、インテークフィルタ用濾過材、ケミカルフィルタ用濾過材、脱臭フィルタ用濾過材、消臭フィルタ用濾過材、バグフィルタ用濾過材など）、液体用濾過材（例えば、カートリッジフィルタ用濾過材、アフィニティー分離用濾過材、イオン交換フィルタ用濾過材など）、マスク用濾過材（手術用、産業用など）、フィルタプレス、手術用ドレープ、手術用ガウン、おむつカバーリング、電池用セパレータ、吸水シート（加湿器用など）、触媒担持材料などの各種用途に使用することができる。
【００５７】
なお、本発明の不織布は各種用途に適合するように、各種後処理が施されていても良い。例えば、帯電処理、硫酸処理、フッ素処理などの親水化処理、プラズマ処理などの放電処理、撥水処理などを挙げることができる。
【００５８】
また、各種機能を付加するために、各種機能性粉体が固着していても良い。例えば、脱臭粉体、消臭性粉体、イオン交換樹脂粉体、重金属吸着粉体、低分子ケミカル除去粉体（微量の低分子物質（溶媒やオリゴマーなど）を吸着、或いは不活化できる触媒）、脱ガス粉体（微量のガス状不純物を吸着、或いは不活化できる触媒）、接着性粉体などを挙げることができる。なお、機能製粉体は繊維及び／又は繊維集合体と一緒にノズルへ供給して、繊維ウエブを形成する際に混在させ、固着しても、繊維ウエブに対して機能性粉体を付与し、固着させても良い。
【００５９】
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。
【００６０】
【実施例】
（実施例１）
ポリ乳酸からなる海成分中に、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、長さ１ｍｍに切断されたもの）を用意した。この海島型繊維を１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、海成分であるポリ乳酸を加水分解により抽出除去した後、風乾して、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとが混在した極細繊維Ａ（繊維径：２μｍ、繊維長：１ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている、繊維軸方向において実質的に同じ直径を有する、付着物の付着率：０．０２ｍａｓｓ％未満、断面形状：海島型）の束状集合体を得た。
【００６１】
ポリ乳酸からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、長さ１ｍｍに切断されたもの）を用意した。この海島型繊維を１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、海成分であるポリ乳酸を加水分解により抽出除去した後、風乾して、ポリプロピレンからなる極細繊維Ｂ（繊維径：２μｍ、繊維長：１ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている、繊維軸方向において実質的に同じ直径を有する、付着物の付着率：０．０２ｍａｓｓ％未満、断面形状：海島型）の束状集合体を得た。
【００６２】
次いで、図１〜図３に示すような繊維ウエブ製造装置１０により、極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を製造した。つまり、極細繊維Ａの束状集合体と極細繊維Ｂの束状集合体とを、５０：５０の質量比で、ミキサーに供給して解すとともに混合する一方で、ノズル噴出口２１における横断面形状が円形（直径：８．５ｍｍ）のベンチュリー管へ、コンプレッサーから圧縮気体導入口３を通じて圧縮空気（圧力＝６ｋｇ／ｃｍ２、実質的に層流）を導入することにより、前記解した束状集合体を材料供給口１からベンチュリー管へ供給し、ベンチュリー管から極細繊維Ａの束状集合体と極細繊維Ｂの束状集合体を空気中に噴出（ベンチュリー管の噴出口における気体通過速度：１４７ｍ／ｓ、噴出口からの噴出量：約０．５ｍ３／ｍｉｎ．）し、ベンチュリー管の噴出口前方に設けた、円錐状の突起部４１と平板状衝突部４２（横断面形状：円形、直径：２５ｍｍ）とを備えた衝突部材４に衝突させて、極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを分散させた。なお、衝突部材４は平板状衝突部４２までの距離が１５ｍｍであり、しかも突起部４１の軸が、ノズル噴出口２１の中心と一致するように、突起部４１の頂点がノズル噴出口２１と対向するように配置した。
【００６３】
次いで、この分散させた極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを、前記衝突部材４を囲むとともにベンチュリー管と連結しており、極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを集積できるネットの方向へ直線状に伸びている囲い部材５（比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．９２、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）により、ネット（捕集部材６）へ供給し、移動するネット上に載置しておいたポリエチレンテレフタレート繊維からなる湿式不織布（目付：１０ｇ／ｍ２、平均繊維径：３．２μｍ）上に集積させて、極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。なお、ネットの下方に配置したサクションボックスにより、０．７ｍ３／ｍｉｎ．で吸引した。また、囲い部材５は衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（３０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：１８ｃｍ２）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用した。また、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離は８ｃｍであり、囲い部材５の捕集部材側端部５２における空気流速は４．６ｍ／ｓであった。更に、この衝突部材４の捕集部材側端部５２は、長方形の長辺がネットの幅方向と平行であるように配置した。
【００６４】
この極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体形成に際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が少なく、脱落も生じないため、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６５】
（実施例２）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（２０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：１２ｃｍ２、比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．６１、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が少なく、脱落も生じないため、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６６】
（実施例３）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（７０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：４２ｃｍ２、比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．４７、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が実施例１及び実施例２よりもやや多いものの、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６７】
（比較例）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１と捕集部材側端部５２のいずれの横断面形状も円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）の覆い部材（比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝１、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）を使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量は少ないものの、得られた極細繊維ウエブは中央部おける極細繊維量が多く、両端部における極細繊維量が非常に少ない、地合いの劣るものであった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の繊維ウエブ製造装置は地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００６９】
本発明の繊維ウエブの製造方法は地合いの優れる繊維ウエブを製造できる。
【００７０】
本発明の不織布は地合いが優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の流れ方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図
【図２】 本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の幅方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図
【図３】 囲い部材の斜視図
【符号の説明】
１ 材料供給口
２ ノズル
２１ ノズル噴出口
３ 圧縮気体導入口
４ 衝突部材
４１ 突起部
４２ 衝突部
５ 囲い部材
５１ 衝突部材側端部
５２ 捕集部材側端部
６ 捕集部材
１０ 繊維ウエブ製造装置
【発明の属する技術分野】
本発明は繊維ウエブ製造装置、繊維ウエブの製造方法、及び不織布に関する。特に、地合いの優れる繊維ウエブを製造することのできる装置、その製造方法、及び地合いの優れる不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不織布は構成繊維、繊維ウエブの形成方法、及び繊維ウエブの結合方法を適宜組み合わせることにより、各種機能を付与できるため、各種用途に適用されている。
【０００３】
このような不織布のもととなる繊維ウエブとして、特開昭５０−１６０５６３号公報には、「同種又は異種の連続剛性繊維束を等長、または二種以上の不等長短繊維束に連続的に切断しつつ、高速渦噴気流発生装置に供給し該渦噴気流によって短繊維束を解繊または開繊するとともに渦噴気流噴気口部に付設した概略円錐台形状のフードの作用により所定範囲に均一に分散混合落下させ、吸気堆積捕集したことを特徴とする繊維強化複合材料基材用の異品種混合および繊維長混合短繊維マット。」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報には、フードの形状、フードと吸気堆積捕集するネットとの距離、吸引量などが繊維の均一分散性に大きな影響をもち、特に前記フードの形状が概略円錐台形状である場合に均一分散性に優れていることが開示されている。
【０００５】
しかしながら、本願発明者らの検討によると、前記公報に記載のような概略円錐台形状のフードを使用しても繊維を均一に開繊することができず、地合いの悪い不織布しか製造できないことがわかった。
【０００６】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、圧縮気体を使用して、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる装置、この製造方法、及び地合いの優れる不織布を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の繊維ウエブ製造装置は、「繊維を噴出できるノズルと、前記ノズルへの圧縮気体導入手段と、前記ノズルの噴出口の前方に位置し、前記ノズルから噴出した繊維と衝突して繊維を分散できる衝突部材と、前記衝突部材を囲むとともに、前記衝突部材との衝突によって分散する繊維を導く囲い部材、前記囲い部材によって導かれた繊維を捕集して繊維ウエブを形成できる捕集部材、とを備えている繊維ウエブ製造装置であり、前記囲い部材は前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形であることを特徴とする、繊維ウエブ製造装置。」である。このように本発明の繊維ウエブ製造装置は、衝突部材を設けること、及び囲い部材の横断面形状が変化することによって、繊維の均一分散性が向上し、結果として地合いの優れる不織布を製造できることを見出したものである。
【０００８】
本発明の繊維ウエブの製造方法は、「繊維を噴出できるノズルへ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズルへ圧縮気体を導入して、ノズルから繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程と、前記ノズルの噴出口の前方に位置する衝突部材に、前記ノズルから噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる工程と、前記衝突部材を囲む囲い部材によって、前記分散させた繊維を導く工程と、前記導かれた繊維を捕集部材で捕集して繊維ウエブを形成する工程、とを備えた繊維ウエブの製造方法であり、前記囲い部材として、前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形のものを使用することを特徴とする、繊維ウエブの製造方法。」である。このように、基本的に前記繊維ウエブ製造装置を使用する繊維ウエブの製造方法であるため、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる方法である。
【０００９】
本発明の不織布は上記製造方法により製造した、地合いの優れる繊維ウエブを用いたものであるため、地合いの優れる不織布である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の繊維ウエブ製造装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の流れ方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図であり、図２は本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の幅方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図である。また、図３は捕集部材を除いた、本発明の繊維ウエブ製造装置の斜視図である。これらの図から明らかなように、本発明の繊維ウエブ製造装置１０はノズル２、圧縮気体導入口３、衝突部材４、囲い部材５、及び捕集部材６とを備えている。
【００１２】
図１におけるノズル２は供給された繊維及び／又は繊維集合体を、後述のような圧縮気体の作用によって、ノズル噴出口２１から後述のような囲い部材５で形成された空間へ噴出する。
【００１３】
図１におけるノズル２は圧縮気体供給側（紙面上、上側）からノズル噴出口２１へ向かって、一定の横断面積を有するものであるが、本発明におけるノズルはこのようなノズルに限定されず、例えば、圧縮気体供給側からノズル噴出口２１へ向かって、連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなるノズル、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなるノズル、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなった後に小さくなるノズル、或いは連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなった後に大きくなるノズルも使用することができる。これらの中でも、圧縮気体供給側からノズル噴出口２１へ向かって、連続的に横断面積が大きくなるノズルは、繊維のつまりが発生せず、繊維を均一に分散させることができるため好適である。このようなノズルとして、例えば、ベンチュリー管を挙げることができる。
【００１４】
このようなノズル２には、図１で示すように、圧縮気体導入口３が接続されている。そのため、圧縮気体導入手段によって、圧縮気体導入口３を介して圧縮気体を導入することによって、材料供給口１から繊維及び／又は繊維集合体をノズル２へ供給することができるとともに、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体が噴出された場合の圧縮気体の膨張力によって、開繊され、個々の繊維に分散させることができる。この圧縮気体導入手段（図示していない）としては、例えば、コンプレッサーなどを挙げることができる。この圧縮気体はどのような気体を利用しても良いが、空気を用いるのが製造上好適である。
【００１５】
なお、圧縮気体導入手段によるノズル２への圧縮気体の供給が渦巻き状であると、繊維同士が絡み合い、繊維の分散性を低下させる傾向があるため、圧縮気体の流れが実質的に層流であるように、ノズル２へ圧縮気体を供給できるのが好ましい。
【００１６】
また、圧縮気体は繊維の開繊性及び分散性を高めることができるように、ノズル噴出口２１における気体通過速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上であるように導入するのが好ましい。同様の理由で、圧縮気体の圧力は２ｋｇ／ｃｍ２以上で導入するのが好ましい。更に、後述のような囲い部材５を設けることによって、囲い部材５の内壁に繊維が付着し、堆積しやすいため、長時間繊維ウエブを製造すると、堆積した繊維堆積物が脱落して、繊維ウエブの地合いを損なう場合があるため、後述のような囲い部材５の捕集部材側端部５２における気体流速が１ｍ／ｓ以上（より好ましくは２ｍ／ｓ以上）であるように、圧縮気体を導入できる圧縮気体導入手段を使用するのが好ましい。なお、この「ノズル噴出口２１における気体通過速度」は、ノズル２から噴出された気体の１気圧における流量（ｍ３／ｓｅｃ）を、ノズル噴出口２１の横断面積（ｍ２）で除した値をいい、「囲い部材の捕集部材側端部における気体流速」は、囲い部材５の捕集部材側端部５２からの気体流出量（ｍ３／ｓｅｃ）を、囲い部材５の捕集部材側端部５２の横断面積（ｍ２）で除した値をいう。
【００１７】
前述のようなノズル噴出口２１の前方には、衝突部材４が配置されている。この衝突部材４が配置されていることによって、ノズル２から噴出された繊維及び／又は繊維集合体と衝突して、繊維の分散を促進させる。図１においては、この衝突部材４として、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とを備えたものを使用している。この衝突部材４の場合、円錐状の突起部４１との衝突による開繊と、その突起部４１の表面に沿って平板状の衝突部４２へ到達した時の衝突部４２との衝突により、開繊と繊維の移動方向を変更させて繊維の分散を促進させることができる。しかしながら、本発明の衝突部材はこのような衝突部材に限定されず、例えば、平板状衝突部材、釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化した衝突部材（図１又は図２の突起部４１が釣鐘状となった衝突部材）などを使用することができる。図１又は図２の衝突部材４と同様の理由で、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化した衝突部材を好適に使用できる。
【００１８】
このような衝突部材４は噴出された繊維と衝突できるように、ノズル噴出口２１の前方に配置されていれば良いが、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、この衝突部材４の平坦部（例えば、図１又は図２においては衝突部４２のノズル噴出口２１側表面、円錐状の衝突部材の場合は円錐の底面、釣鐘状の衝突部材の場合は釣鐘の底面）とノズル噴出口２１との最短距離が１〜１００ｍｍであるように設置するのが好ましく、５〜４０ｍｍであるように設置するのがより好ましく、５〜３０ｍｍであるように設置するのが更に好ましく、１０〜３０ｍｍであるように設置するのが更に好ましく、１０〜２０ｍｍであるように設置するのが最も好ましい。
【００１９】
また、衝突部材４が釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、或いは円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４からなる場合、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、釣鐘状、円錐状、或いは突起部の軸がノズル噴出口２１の中心と一致するように配置するのが好ましい。また、これら衝突部材４を設置する場合には、繊維の開繊性及び分散性に優れているように、釣鐘状、円錐状、或いは突起部の頂点がノズル噴出口２１と対向するように設置するのが好ましい。
【００２０】
本発明の繊維ウエブ製造装置１０においては、前述のような衝突部材４を囲むとともに、後述のような捕集部材６の方向へ伸びており、衝突部材４との衝突によって分散した繊維を捕集部材６へ導く囲い部材５を配置している。本発明においては、この囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状と、捕集部材側端部５２における横断面形状が相違しているものを使用することによって、繊維を均一に分散させることができ、結果として地合いの優れる不織布を製造できることを見出した点に、特に特徴がある。
【００２１】
図１、図２及び図３においては、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形である囲い部材５を使用している。このような囲い部材５においては、衝突部材４によって繊維を四方八方に分散させることができるのに加えて、囲い部材５の横断面形状が円形から長方形に変化することによって、衝突部材直下近傍において乱流が発生することによって、更に繊維が均一に分散できるのではないかと考えている。そのため、図１又は図２のような衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形である囲い部材５である必要はなく、衝突部材４による繊維の分散を確保できるように、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形、楕円、或いは長円であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が非円形である囲い部材を好適に使用できる。特に、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２における横断面形状が非円形である囲い部材が好ましい。より具体的には、（衝突部材側端部５１における横断面形状）−（捕集部材側端部５２における横断面形状）の組合せが、（円形）−（多角形）、（円形）−（長円）、（円形）−（楕円）、（楕円）−（多角形）、（楕円）−（長円）、（長円）−（多角形）、（長円）−（楕円）などを挙げることができる。
【００２２】
なお、囲い部材５は囲い部材５の最も広い横断面積（Ｓｍａｘ）に対する、最も狭い横断面積（Ｓｍｉｎ）の比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が、０．５〜１であるのが好ましい。この比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が０．５未満であると、囲い部材５の横断面積の変化量が大きいことによって、繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすく、堆積して、堆積量が一定量を超えた場合に脱落して、繊維の分散性を損なう可能性があるためで、０．６以上であるのがより好ましい。理想的な比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）は１、つまり囲い部材５の任意の横断面積が同じ面積である。なお、この囲い部材５の最も広い横断面積が囲い部材５の衝突部材側端部５１であり、最も狭い横断面積が囲い部材５の捕集部材側端部５２であると、繊維の分散性のより優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００２３】
また、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離が３ｃｍ以上、１０ｃｍ以下であるのが好ましい。この距離が３ｃｍ未満であると、衝突部材４の周辺における乱流の影響を受けて、繊維の分散性を損ねる傾向があるためで、より好ましくは４ｃｍ以上である。他方、この距離が１０ｃｍを超えると、気体の流れが乱れたり、流速が遅くなることにより、帯電した繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすく、堆積して、堆積量が一定量を超えた場合に脱落して、繊維ウエブの地合いを損なう可能性があるためで、９ｃｍ以下であるのがより好ましい。この距離は、囲い部材５の任意の箇所において、横断面の中心を通るように、ノズル噴出口２１の中心と囲い部材５の捕集部材側端部５２によって形成される面の中心とをつないだ道のりをいう。なお、前記道のりが屈曲又は湾曲していると、繊維が囲い部材５の内壁に付着しやすくなるため、前記道のりは直線であるのが好ましい。
【００２４】
このような囲い部材５は衝突部材４を囲っているが、その状態は特に限定するものではなく、衝突部材４による繊維の分散を妨げないように適度な距離をおいて囲っていれば良い。この距離は実験を繰り返すことにより適宜設定することができる。また、囲い部材５は衝突部材４により分散する繊維の飛散を防ぐために、図１又は図２に示すように、ノズル２と連結しているのが好ましい。
【００２５】
また、囲い部材５は捕集部材方向へ伸びているが、その状態は特に限定するものではないが、例えば、繊維移動経路が直線状、繊維移動経路が湾曲状、繊維移動経路が屈曲状、或いはこれらの組み合せを挙げることができる。これらの中でも、繊維移動経路が直線状であると、囲い部材５の内壁へ繊維が付着しにくいため、好適な実施態様である。
【００２６】
なお、繊維移動経路方向における、囲い部材５の横断面形状の変化は連続的であっても、不連続的であっても良いが、囲い部材５の内壁に繊維が付着しにくいように、横断面形状の変化は連続的であるのが好ましい。
【００２７】
このような囲い部材５によって導かれた繊維を捕集して繊維ウエブを形成できるように、捕集部材６を備えている。この捕集部材６が移動可能であると、連続的に繊維ウエブを製造することができる。この捕集部材６は繊維を捕集できるものであれば良く、特に限定するものではないが、図１及び図２においては、多孔性ネットを配置している。その他にも、多孔性ロール、無孔フィルム、無孔ロールなども使用することができる。これらの中でも、多孔性の捕集部材（多孔性ネット、多孔性ロールなど）は捕集部材の裏面へ気体を透過させることができるため、繊維ウエブの形成を安定して行なうことができ、しかも捕集部材の下方から気体を吸引して繊維を捕集することにより、地合いの優れる繊維ウエブを形成することができるため好適である。つまり、捕集部材上の繊維量の多い領域は圧力損失が高いため、繊維量がより少なく、圧力損失がより低い領域へ繊維が吸引されやすいため、地合いのより優れる繊維ウエブを形成することができるのである。
【００２８】
以上は本発明の繊維ウエブ製造装置１０の基本的な構造であるが、前記構造に加えて、繊維の分散性を高めるために、ノズル２の手前に繊維及び／又は繊維集合体をほぐす装置（例えば、ミキサー）を設置することができる。また、捕集部材６が多孔性ネットや多孔性ロールなど、多孔性である場合には、捕集部材６の下方に繊維を吸引することのできる吸引装置（例えば、サクションボックス）を設置するのが好ましい。なお、図１〜図２の態様は、１つのノズル２に対して１つの囲い部材５を使用した態様であるが、２つ以上のノズルに対して１つの囲い部材を使用する態様であっても良い。また、図１〜図２の態様は、１つのノズル２と１つの囲い部材５からなる繊維ウエブ製造装置１０であるが、このような繊維ウエブ製造装置１０を２組以上並べることもできる。この場合、幅の広い繊維ウエブを製造することができ、繊維ウエブの生産性を飛躍的に高めることができる。更に、図１及び図２においては、囲い部材５の捕集部材側端部の横断面形状が長方形であり、その長辺方向を捕集部材６の幅方向と一致させる態様であるが、このように配置する必要はなく、長辺方向を捕集部材６の流れ方向と一致させるように配置しても、同様に地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。同様に、囲い部材５の捕集部材側端部の横断面形状が非円形である場合、どのように囲い部材５を配置しても、同様に地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００２９】
また、囲い部材５の捕集部材側端部５２と捕集部材６との相対的な位置を移動させることのできる手段（移動手段）を備えていることによって、地合いのより優れる繊維ウエブを製造することができる。この移動手段は、例えば、囲い部材５の捕集部材側端部５２を繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向に往復運動をさせたり、円又は楕円を描くように移動させたり、或いは捕集部材６を繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向に往復運動させることができる。
【００３０】
本発明の繊維ウエブの製造方法は、基本的に上述の繊維ウエブ製造装置１０を使用した製造方法である。つまり、繊維を噴出できるノズル２へ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズル２へ圧縮気体を導入して、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程と、前記ノズル２の噴出口の前方に位置する衝突部材４に、前記ノズル２から噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる工程と、前記衝突部材４を囲む囲い部材５によって、前記分散させた繊維を導く工程と、前記導かれた繊維を捕集部材６で捕集して繊維ウエブを形成する工程、とを備えた繊維ウエブの製造方法であり、前記囲い部材として、前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状と、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が相違するものを使用する方法である。
【００３１】
まず、繊維を噴出できるノズル２へ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズル２へ圧縮気体を導入して、ノズル２から繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程（以下、「噴出工程」ということがある）において供給する繊維（繊維集合体の場合には個々の繊維）は特に限定されるものではないが、例えば、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細繊維、繊維径が４μｍを超え、５０μｍ以下であり、繊維長が１０ｍｍ以下の細繊維などを挙げることができる。なお、本発明においては、繊維及び／又は繊維集合体のみに限定されず、各種機能性粉体も一緒に供給することができる。本発明の製造方法においては、繊維径が４μｍ以下で繊維長が３ｍｍ以下の極細繊維であっても均一に分散できるという効果を奏する。
【００３２】
本発明の製造方法で使用する繊維として、前記のような極細繊維を使用する場合には、付着物（界面活性剤や糊剤など）の付着率が０．５ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。このように付着物量が少ないことによって極細繊維同士の密着性を低くすることができるし、付着物の脱落を抑えることができるため、結果として、各種用途に適用できる不織布を製造できるためである。また、付着物量が少ないことによってノズル２との摩擦によって静電気が発生し、極細繊維同士が反発しあい、極細繊維の分散性が向上するという効果も奏する。この付着物の付着率が少なければ少ない程、前記効果に優れているため、順に、０．３ｍａｓｓ％以下、０．１ｍａｓｓ％以下、０．０８ｍａｓｓ％以下、０．０６ｍａｓｓ％以下、０．０４ｍａｓｓ％以下、０．０２ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、理想的には０ｍａｓｓ％である。なお、極細繊維以外の繊維を使用する場合は、極細繊維と同様に付着物の付着率が低い繊維を使用することもできるし、付着物の付着率の高い繊維を使用することができる。なお、不織布の用途によって、付着物の脱落が好ましくない用途（例えば、濾過材用途、電池用セパレータ用途）に使用する場合には、極細繊維以外の繊維も極細繊維と同様に付着物の付着率が低いのが好ましい。
【００３３】
この「付着物の付着率」は付着物の質量の繊維の質量に対する百分率をいう。つまり、次の式により得られる値をいう。
Ａ＝（ｍｓ／ｍｆ）×１００
ここで、Ａは付着物の付着率（％）、ｍｓは付着物の付着質量（ｇ）、ｍｆは繊維の質量（ｇ）を、それぞれ意味する。また、「付着物」とは、繊維を熱水に１５分間浸漬することによって得られる抽出物と、繊維を熱メタノール溶液に１５分間浸漬することによって得られる抽出物の、両方の抽出物を意味する。前者の抽出物として、糊剤（例えば、アクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアルギン酸ソーダ、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなど）があり、後者の抽出物として、界面活性剤（親水基と親油基の両方を有する化合物、例えば、ノニオン系界面活性剤）がある。このように付着物量の少ない状態は、例えば、アセトン、エタノール、或いはメタノールなどによって繊維を洗浄することによって達成することができる。
【００３４】
本発明の製造方法で使用できる繊維はどのような成分から構成されていても良く、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリスチレン系樹脂（例えば、結晶性ポリスチレン、非晶性ポリスチレンなど）、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの有機成分、ガラス、炭素、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ワラストナイトなどの無機成分から構成することができる。
【００３５】
なお、繊維が融着可能であると、繊維の融着によって不織布に強度を付与できるため好適である。この融着可能な繊維は繊維表面を構成する成分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂から構成されていれば良い。例えば、繊維表面を構成する成分が、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、結晶性ポリスチレン系樹脂などの結晶性の熱可塑性樹脂、或いはポリ塩化ビニル系樹脂、非晶性ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などの非晶性の熱可塑性樹脂から構成されていれば良い。
【００３６】
この融着可能な繊維が２種類以上の成分から構成されていると、１種類の成分が融着したとしても、少なくとも１種類の成分によって繊維形態を維持することができるため好適である。この２種類以上の成分から構成されている繊維の横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型、サイドバイサイド型、多重バイメタル型、オレンジ型であることができ、特に芯鞘型、偏芯型、或いは海島型であるのが好ましい。
【００３７】
また、繊維は未延伸状態であることもできるが、強度的に優れているように、延伸状態にあるのが好ましい。
【００３８】
なお、繊維集合体は上述のような繊維が集合したものであり、その数は特に限定されるものではない。また、その集合状態も特に限定されるものではないが、例えば、規則正しく一定方向に繊維が配向した束状態、ランダムに配向した凝集状態、などを挙げることができる。これらの中でも、束状態であると、後述の圧縮気体の作用による繊維の分散性に優れているため好適である。
【００３９】
また、繊維径、繊維長、或いは成分の相違する繊維を２種類以上、及び／又は繊維径、繊維長、或いは成分の点で異なる繊維集合体を２種類以上組み合わせて供給しても良い。また、経時変化に伴って、その配合量を変化させても良い。
【００４０】
このような繊維及び／又は繊維集合体のノズル２への供給は、例えば、ノズル２への圧縮気体の導入によって行なわれる。この圧縮気体は繊維同士の絡みが生じにくいように、圧縮気体の流れが実質的に層流であるように、ノズル２へ供給するのが好ましい。また、繊維の開繊及び分散性を高めることができるように、ノズル噴出口２１における気体通過速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上であるように導入するのが好ましい。同様の理由で、圧縮気体の圧力は２ｋｇ／ｃｍ２以上で導入するのが好ましい。更に、囲い部材５の内壁に繊維が付着しにくいように、囲い部材５の捕集部材側端部５２における気体流速が１ｍ／ｓ以上（より好ましくは２ｍ／ｓ以上）であるように、圧縮気体を導入するのが好ましい。
【００４１】
この噴出工程においては、圧縮気体の作用によって、繊維及び／又は繊維集合体をノズル２から勢いよく噴出させる。この噴出させた時の圧縮気体の膨張力、ノズル２の内部とノズル２の外部との気圧差、或いは噴出させた圧縮気体により形成される乱流、などの相互作用によって、個々の繊維に開繊され、分散する。
【００４２】
次いで、ノズル噴出口２１の前方に位置する衝突部材４に、ノズル２から噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる。この衝突部材４としては、例えば、平板状衝突部材、釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４などを使用することができ、円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４を好適に使用できる。このような衝突部材４を使用した場合、噴出された繊維及び／又は繊維集合体はまず円錐状の突起部４１と衝突して開繊され、その突起部４１の表面に沿って平板状の衝突部４２へ到達し、この衝突部４２と衝突をして、更に開繊されると同時に繊維の移動方向が変更させられて、繊維は分散する。
【００４３】
このような衝突部材４は繊維及び／又は繊維集合体の開繊性及び分散性に優れているように、衝突部材４の平坦部（例えば、図１又は図２においては衝突部４２、円錐状の衝突部材の場合は円錐の底面、釣鐘状の衝突部材の場合は釣鐘の底面）とノズル噴出口２１との距離が１〜１００ｍｍ（５〜４０ｍｍ、５〜３０ｍｍ、１０〜３０ｍｍ、１０〜２０ｍｍであるのが順に好ましい）であるように設置するのが好ましい。また、衝突部材が釣鐘状の衝突部材、円錐状の衝突部材、釣鐘状の突起部と平板状の衝突部とが一体化された衝突部材、或いは円錐状の突起部４１と平板状の衝突部４２とが一体化された衝突部材４からなる場合、釣鐘状、円錐状、或いは突起部４１の軸がノズル噴出口２１の中心と一致するように配置するのが好ましい。更に、これら衝突部材４は釣鐘状、円錐状、或いは突起部４１の頂点がノズル噴出口２１と対向するように設置しているのが好ましい。
【００４４】
このような衝突部材４によって分散させた繊維を、衝突部材４を囲むとともに、後述のような捕集部材方向へ伸び、かつ衝突部材側端部５１における横断面形状と捕集部材側端部５２における横断面形状が相違する囲い部材５により、捕集部材６へ導く。このように囲い部材５によって繊維の移動経路が規制されているため、繊維は確実に捕集部材６へ導かれるとともに、囲い部材５の横断面形状が変化することによって、地合いの優れる繊維ウエブを製造できる。
【００４５】
この衝突部材側端部５１の横断面形状が円形、楕円、或いは長円であり、捕集部材側端部５２の横断面形状が非円形である囲い部材を好適に使用できる。特に、衝突部材側端部５１の横断面形状が円形であり、捕集部材側端部５２の横断面形状が非円形である囲い部材が好ましい。より具体的には、（衝突部材側端部５１における横断面形状）−（捕集部材側端部５２における横断面形状）の組合せが、（円形）−（多角形）、（円形）−（長円）、（円形）−（楕円）、（楕円）−（多角形）、（楕円）−（長円）、（長円）−（多角形）、（長円）−（楕円）の囲い部材を使用できる。
【００４６】
なお、囲い部材５は囲い部材５の最も広い横断面積（Ｓｍａｘ）に対する、最も狭い横断面積（Ｓｍｉｎ）の比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が、０．５〜１であるのが好ましい。また、この囲い部材５の最も広い横断面積が囲い部材５の衝突部材側端部５１であり、最も狭い横断面積が囲い部材５の捕集部材側端部５２であるのが好ましい。更に、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離が３ｃｍ以上（好ましくは４ｃｍ以上）、１０ｃｍ以下（好ましくは９ｃｍ以下）であるのが好ましい。
【００４７】
このような囲い部材５は衝突部材４を囲っているが、その状態は特に限定するものではなく、衝突部材４による繊維の分散を妨げないように適度な距離をおいて囲っていれば良い。また、囲い部材５は衝突部材４により分散する繊維の飛散を防ぐために、ノズル２と連結しているのが好ましい。
【００４８】
また、囲い部材５は捕集部材方向へ伸びているが、その状態は特に限定するものではないが、例えば、繊維移動経路が直線状、繊維移動経路が湾曲状、繊維移動経路が屈曲状、或いはこれらの組み合せを挙げることができる。
【００４９】
なお、繊維移動経路方向における、囲い部材５の横断面形状の変化は連続的であっても、不連続的であっても良い。
【００５０】
このように導かれた繊維を捕集部材６で捕集して、本発明の繊維ウエブを製造することができる。この捕集部材６は繊維を捕集できるものであれば良く、特に限定するものではないが、例えば、多孔性ネット、多孔性ロール、無孔フィルム、無孔ロールなどを使用することができる。
【００５１】
なお、多孔性ネットや多孔性ロールなどの多孔性の捕集部材６を使用し、捕集部材６の下方から気体を吸引すると、繊維ウエブの形成を安定して行なうことができ、しかも地合いのより優れる繊維ウエブを形成することができる。この吸引する際の吸引力は所望とする繊維ウエブによって適宜調節することができるが、圧縮気体のノズル噴出口からの噴出風量に対して、１．１倍以上、好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．３倍以上の風量で吸引すると、地合いのより優れる繊維ウエブを形成できるため好適である。なお、上限は特に限定するものではないが、前記噴出風量の３倍以下であるのが経済的である。
【００５２】
また、捕集部材６が移動可能であると、連続的に繊維ウエブを製造することができる。その移動速度は所望とする繊維ウエブの目付、使用繊維、ノズル等の能力等によって適宜調節することができる。例えば、高目付の繊維ウエブを製造する場合には捕集部材６の移動速度を遅くし、低目付の繊維ウエブを製造する場合には捕集部材６の移動速度を速くすれば良い。
【００５３】
なお、繊維を捕集部材６で集積する際に、囲い部材５の捕集部材側端部５２と捕集部材６との相対的な位置を移動させると、地合いのより優れる繊維ウエブを製造することができる。この移動として、例えば、囲い部材５の捕集部材側端部５２の繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向の往復運動、円移動又は楕円移動、或いは捕集部材６の繊維ウエブの流れ方向及び／又は巾方向の往復運動などを挙げることができる。
【００５４】
本発明の不織布は上述のような製造装置を用いる製造方法により製造した、地合いの優れる繊維ウエブを用いたものであるため、地合いの優れる不織布である。一般的に繊維ウエブの状態では機械的強度が悪いため、繊維ウエブを結合して不織布とするのが好ましい。この結合方法は特に限定するものではないが、例えば、繊維を融着する方法、エマルジョンやラテックスなどのバインダーにより接着する方法、水流などの流体流やニードルにより絡合する方法、などを単独で、或いは併用して結合することができる。繊維を融着させたり、バインダーにより接着する方法であると、繊維同士の密着の程度の低い嵩高な不織布とすることができ、絡合する方法であると、繊維同士の密着の程度の高い緻密な構造の不織布とすることができる。
【００５５】
本発明の不織布は、前述のように繊維同士の密着の程度の異なる繊維ウエブを形成できることに加えて、繊維同士の密着の程度が異なるように結合できるため、本発明の不織布は０．００５〜０．９ｇ／ｃｍ３という幅広い見掛密度を採ることができる。なお、この不織布のもととなる繊維ウエブは地合いの優れるものであるため、不織布の目付は１〜１００ｇ／ｍ２であることができる。また、不織布の厚さも０．００１ｍｍ〜５０ｍｍであることができる。本発明における「見掛密度」は、目付（ｇ／ｃｍ２）を厚さ（ｃｍ）で除した値であり、「目付」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８．６．２に規定された方法で測定した単位面積あたりの質量の値をいい、「厚さ」はＪＩＳ Ｌ１０８５：1998、６．１（厚さ）に規定されているＡ法により得られる値をいう。
【００５６】
本発明の不織布は地合いが優れており、各種特性の均一性に優れているため、各種用途に適用することができる。例えば、気体用濾過材（例えば、ヘパフィルタ用濾過材、ウルパフィルタ用濾過材、インテークフィルタ用濾過材、ケミカルフィルタ用濾過材、脱臭フィルタ用濾過材、消臭フィルタ用濾過材、バグフィルタ用濾過材など）、液体用濾過材（例えば、カートリッジフィルタ用濾過材、アフィニティー分離用濾過材、イオン交換フィルタ用濾過材など）、マスク用濾過材（手術用、産業用など）、フィルタプレス、手術用ドレープ、手術用ガウン、おむつカバーリング、電池用セパレータ、吸水シート（加湿器用など）、触媒担持材料などの各種用途に使用することができる。
【００５７】
なお、本発明の不織布は各種用途に適合するように、各種後処理が施されていても良い。例えば、帯電処理、硫酸処理、フッ素処理などの親水化処理、プラズマ処理などの放電処理、撥水処理などを挙げることができる。
【００５８】
また、各種機能を付加するために、各種機能性粉体が固着していても良い。例えば、脱臭粉体、消臭性粉体、イオン交換樹脂粉体、重金属吸着粉体、低分子ケミカル除去粉体（微量の低分子物質（溶媒やオリゴマーなど）を吸着、或いは不活化できる触媒）、脱ガス粉体（微量のガス状不純物を吸着、或いは不活化できる触媒）、接着性粉体などを挙げることができる。なお、機能製粉体は繊維及び／又は繊維集合体と一緒にノズルへ供給して、繊維ウエブを形成する際に混在させ、固着しても、繊維ウエブに対して機能性粉体を付与し、固着させても良い。
【００５９】
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。
【００６０】
【実施例】
（実施例１）
ポリ乳酸からなる海成分中に、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、長さ１ｍｍに切断されたもの）を用意した。この海島型繊維を１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、海成分であるポリ乳酸を加水分解により抽出除去した後、風乾して、高密度ポリエチレンとポリプロピレンとが混在した極細繊維Ａ（繊維径：２μｍ、繊維長：１ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている、繊維軸方向において実質的に同じ直径を有する、付着物の付着率：０．０２ｍａｓｓ％未満、断面形状：海島型）の束状集合体を得た。
【００６１】
ポリ乳酸からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型繊維（繊度：１．７ｄｔｅｘ、長さ１ｍｍに切断されたもの）を用意した。この海島型繊維を１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、海成分であるポリ乳酸を加水分解により抽出除去した後、風乾して、ポリプロピレンからなる極細繊維Ｂ（繊維径：２μｍ、繊維長：１ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている、繊維軸方向において実質的に同じ直径を有する、付着物の付着率：０．０２ｍａｓｓ％未満、断面形状：海島型）の束状集合体を得た。
【００６２】
次いで、図１〜図３に示すような繊維ウエブ製造装置１０により、極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を製造した。つまり、極細繊維Ａの束状集合体と極細繊維Ｂの束状集合体とを、５０：５０の質量比で、ミキサーに供給して解すとともに混合する一方で、ノズル噴出口２１における横断面形状が円形（直径：８．５ｍｍ）のベンチュリー管へ、コンプレッサーから圧縮気体導入口３を通じて圧縮空気（圧力＝６ｋｇ／ｃｍ２、実質的に層流）を導入することにより、前記解した束状集合体を材料供給口１からベンチュリー管へ供給し、ベンチュリー管から極細繊維Ａの束状集合体と極細繊維Ｂの束状集合体を空気中に噴出（ベンチュリー管の噴出口における気体通過速度：１４７ｍ／ｓ、噴出口からの噴出量：約０．５ｍ３／ｍｉｎ．）し、ベンチュリー管の噴出口前方に設けた、円錐状の突起部４１と平板状衝突部４２（横断面形状：円形、直径：２５ｍｍ）とを備えた衝突部材４に衝突させて、極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを分散させた。なお、衝突部材４は平板状衝突部４２までの距離が１５ｍｍであり、しかも突起部４１の軸が、ノズル噴出口２１の中心と一致するように、突起部４１の頂点がノズル噴出口２１と対向するように配置した。
【００６３】
次いで、この分散させた極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを、前記衝突部材４を囲むとともにベンチュリー管と連結しており、極細繊維Ａ及び極細繊維Ｂを集積できるネットの方向へ直線状に伸びている囲い部材５（比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．９２、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）により、ネット（捕集部材６）へ供給し、移動するネット上に載置しておいたポリエチレンテレフタレート繊維からなる湿式不織布（目付：１０ｇ／ｍ２、平均繊維径：３．２μｍ）上に集積させて、極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。なお、ネットの下方に配置したサクションボックスにより、０．７ｍ３／ｍｉｎ．で吸引した。また、囲い部材５は衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（３０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：１８ｃｍ２）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用した。また、ノズル噴出口２１から囲い部材５の捕集部材側端部５２までの距離は８ｃｍであり、囲い部材５の捕集部材側端部５２における空気流速は４．６ｍ／ｓであった。更に、この衝突部材４の捕集部材側端部５２は、長方形の長辺がネットの幅方向と平行であるように配置した。
【００６４】
この極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体形成に際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が少なく、脱落も生じないため、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６５】
（実施例２）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（２０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：１２ｃｍ２、比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．６１、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が少なく、脱落も生じないため、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６６】
（実施例３）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１における横断面形状が円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）で、捕集部材側端部５２における横断面形状が長方形（７０ｍｍ×６０ｍｍ、断面積：４２ｃｍ２、比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝０．４７、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）であるように、横断面形状が連続的に変化したものを使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量が実施例１及び実施例２よりもやや多いものの、地合いの優れる極細繊維ウエブを形成することができた。
【００６７】
（比較例）
囲い部材５として、衝突部材側端部５１と捕集部材側端部５２のいずれの横断面形状も円形（内径：５０ｍｍ、断面積１９．６ｃｍ２）の覆い部材（比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）＝１、１つの囲い部材５で１つの衝突部材４を囲む）を使用したこと以外は、実施例１と全く同じ条件で極細繊維ウエブ−湿式不織布複合体を形成した。この製造の際に、囲い部材５の内壁への極細繊維付着量は少ないものの、得られた極細繊維ウエブは中央部おける極細繊維量が多く、両端部における極細繊維量が非常に少ない、地合いの劣るものであった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の繊維ウエブ製造装置は地合いの優れる繊維ウエブを製造することができる。
【００６９】
本発明の繊維ウエブの製造方法は地合いの優れる繊維ウエブを製造できる。
【００７０】
本発明の不織布は地合いが優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の流れ方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図
【図２】 本発明の繊維ウエブ製造装置を、捕集部材に対して垂直かつ捕集部材の幅方向と平行な平面で切断した時の模式的断面図
【図３】 囲い部材の斜視図
【符号の説明】
１ 材料供給口
２ ノズル
２１ ノズル噴出口
３ 圧縮気体導入口
４ 衝突部材
４１ 突起部
４２ 衝突部
５ 囲い部材
５１ 衝突部材側端部
５２ 捕集部材側端部
６ 捕集部材
１０ 繊維ウエブ製造装置
Claims (7)
- 繊維を噴出できるノズルと、前記ノズルへの圧縮気体導入手段と、前記ノズルの噴出口の前方に位置し、前記ノズルから噴出した繊維と衝突して繊維を分散できる衝突部材と、前記衝突部材を囲むとともに、前記衝突部材との衝突によって分散する繊維を導く囲い部材、前記囲い部材によって導かれた繊維を捕集して繊維ウエブを形成できる捕集部材、とを備えている繊維ウエブ製造装置であり、前記囲い部材は前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形であることを特徴とする、繊維ウエブ製造装置。
- 囲い部材の最も広い横断面積（Ｓｍａｘ）に対する、最も狭い横断面積（Ｓｍｉｎ）の比（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）が、０．５〜１であることを特徴とする、請求項１に記載の繊維ウエブ製造装置。
- ノズル噴出口から囲い部材の捕集部材側端部までの距離が３ｃｍ以上、１０ｃｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の繊維ウエブ製造装置。
- 前記ノズルへの圧縮気体導入手段が、囲い部材の捕集部材側端部からの気体流出量（ｍ ３ ／ｓｅｃ）を、囲い部材の捕集部材側端部の横断面積（ｍ ２ ）で除した値である、囲い部材の捕集部材側端部における気体流速が１ｍ／ｓ以上であるように圧縮気体を導入可能であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の繊維ウエブ製造装置。
- 前記ノズルへの圧縮気体導入手段は、圧縮気体の流れが実質的に層流であるように、ノズルへ供給できることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の繊維ウエブ製造装置。
- 繊維を噴出できるノズルへ繊維及び／又は繊維集合体を供給するとともに、前記ノズルへ圧縮気体を導入して、ノズルから繊維及び／又は繊維集合体を噴出させる工程と、前記ノズルの噴出口の前方に位置する衝突部材に、前記ノズルから噴出させた繊維及び／又は繊維集合体を衝突させて、繊維を分散させる工程と、前記衝突部材を囲む囲い部材によって、前記分散させた繊維を導く工程と、前記導かれた繊維を捕集部材で捕集して繊維ウエブを形成する工程、とを備えた繊維ウエブの製造方法であり、前記囲い部材として、前記捕集部材方向へ伸びており、かつ前記囲い部材の衝突部材側端部における横断面形状が円形であり、囲い部材の捕集部材側端部における横断面形状が長方形のものを使用することを特徴とする、繊維ウエブの製造方法。
- 請求項６に記載の繊維ウエブの製造方法により製造した繊維ウエブを用いていることを特徴とする不織布。
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