(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーをフィラメントとして押し出す、コンベアの進行方向と平行に配列された複数のノズルを有する紡糸手段と、フィラメントの細化のためにフィラメントの押し出し方向と平行な方向に噴射される高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを準備する工程と、溶融したポリマーをフィラメントとして前記ノズルから押し出す工程と、前記高速流体を噴射し、該高速流体との摩擦力によって、前記ノズルから押し出されたフィラメントを細化する工程と、前記気流振動手段によって前記高速流体の流れの方向を周期的に変動させ、前記フィラメントを、前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させながら前記コンベア上に集積する工程とを有し、前記フィラメントを細化する工程は、前記高速流体の流れ方向について前記気流振動手段よりも上流側で前記高速流体に向けて前記フィラメントの溶融温度よりも高温の熱風を噴射することを含む、横配列ウェブの製造方法。
【請求項２】
溶融ポリマーをフィラメントとして押し出す、コンベアの進行方向と平行に配列された複数のノズルを有する紡糸手段と、フィラメントの細化のためにフィラメントの押し出し方向と平行な方向に噴射される高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを準備する工程と、溶融したポリマーをフィラメントとして前記ノズルから押し出す工程と、前記高速流体を噴射し、該高速流体との摩擦力によって、前記ノズルから押し出されたフィラメントを細化する工程と、前記気流振動手段によって前記高速流体の流れの方向を周期的に変動させ、前記フィラメントを、前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させながら前記コンベア上に集積する工程とを有し、前記紡糸手段から前記コンベアに向かって噴射される前記高速流体を、前記紡糸手段から前記コンベアまでの前記高速流体の経路とは別の経路で循環させる工程を更に有する、横配列ウェブの製造方法。
【請求項３】
前記気流振動手段を準備する工程は、一対の気流振動手段を前記コンベアの進行方向と直角な方向に間隔をあけて対向配置することを含み、かつ、前記フィラメントを押し出す工程は、前記一対の気流振動手段の間に前記フィラメントを押し出すことを含む、請求項１または２に記載の横配列ウェブの製造方法。
【請求項４】
前記高速流体に霧状の液体を噴霧し、前記高速流体を冷却する工程を更に有する、請求項１または２に記載の横配列ウェブの製造方法。
【請求項５】
前記コンベア上に集積されたフィラメントからなるウェブをその幅方向に延伸する工程を更に有する、請求項１または２に記載の横配列ウェブの製造方法。
【請求項６】
溶融したポリマーをフィラメントとして押し出す、列状に配列された複数のノズルを備えるとともに、前記ノズルからの前記フィラメントの押し出し方向と平行な高速流体を噴射して前記フィラメントを細化する高速流体噴射部を備えた紡糸手段と、前記高速流体によって細化されたフィラメントが集積され、前記ノズルの配列方向と平行な方向に進行するコンベアと、前記高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを有し、前記コンベアの幅方向両側方において前記紡糸手段と前記コンベアとの間の空間を取り囲んで、前記気流振動手段が内部に配置される紡糸室が構成されており、前記紡糸室内の前記紡糸手段と前記気流振動手段との間に、前記高速流体に向けて前記フィラメントの溶融温度よりも高温の熱風を噴射する熱風噴射手段を有する横配列ウェブの製造装置。
【請求項７】
溶融したポリマーをフィラメントとして押し出す、列状に配列された複数のノズルを備えるとともに、前記ノズルからの前記フィラメントの押し出し方向と平行な高速流体を噴射して前記フィラメントを細化する高速流体噴射部を備えた紡糸手段と、前記高速流体によって細化されたフィラメントが集積され、前記ノズルの配列方向と平行な方向に進行するコンベアと、前記高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを有し、前記気流振動手段は、前記高速流体に対して向きおよび距離の少なくとも一方が周期的に変化する壁面を有し、前記壁面は、主面が前記高速流体に対面して配置され、かつ前記コンベアの進行方向と平行な軸を中心として揺動される板部材の前記主面である横配列ウェブの製造装置。
【請求項８】
溶融したポリマーをフィラメントとして押し出す、列状に配列された複数のノズルを備えるとともに、前記ノズルからの前記フィラメントの押し出し方向と平行な高速流体を噴射して前記フィラメントを細化する高速流体噴射部を備えた紡糸手段と、前記高速流体によって細化されたフィラメントが集積され、前記ノズルの配列方向と平行な方向に進行するコンベアと、前記高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを有し、前記コンベアの幅方向両側方において前記紡糸手段と前記コンベアとの間の空間を取り囲んで、前記気流振動手段が内部に配置される紡糸室を構成する側板を更に有する横配列ウェブの製造装置。
【請求項９】
前記気流振動手段は、前記高速流体に対して向きおよび距離の少なくとも一方が周期的に変化する壁面を有し、前記壁面は、中心軸線が前記コンベアの進行方向と平行に配置され前記中心軸線回りに回転される、断面が楕円形、少なくとも１つの突出部を有する円形、または多角形の棒状体の周壁面である、請求項６または８に記載の横配列ウェブの製造装置。
【請求項１０】
前記気流振動手段が複数個配置されている、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の横配列ウェブの製造装置。
【請求項１１】
前記高速流体を冷却する冷却手段を更に有する、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の横配列ウェブの製造装置。
【請求項１２】
前記コンベアの前記フィラメントが集積される面の裏面側に、前記コンベアの幅方向両端部でそれぞれ吸引口が開口する吸引手段を更に有する、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の横配列ウェブの製造装置。
【請求項１３】
前記側板は前記コンベアの幅方向外側に膨らんだ形状である、請求項８に記載の横配列ウェブの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横方向に配列された複数本のフィラメントからなるウェブの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
本発明により得られるウェブは、強度及び寸法安定性に優れており、一方向に強度を要する不織布や直交不織布の原料ウェブとして使用される。
【０００３】
【従来の技術】
不織布の製法としては、紡糸から直接不織布とするスパンボンド方式、メルトブロー方式、スパンレース方式等（以下これらを含めて広義のスパンボンド不織布と呼ぶ）がある。これらの方式によって製造された不織布は、経済性、量産性から不織布の主流をなしている。
【０００４】
これら従来の広義のスパンボンド不織布は、フィラメントがランダムな方向に配列されたランダム不織布であり、強度が小さく、寸法安定性の無いものが多かった。本発明者らは、これらの従来の不織布の持つ欠点を改善した、不織布の延伸方法やそれらを直交積層させた不織布の製法を発明した（特公平３−３６９４８号公報等）。
【０００５】
また、本発明者らは、直交積層不織布の原料ウェブとなる、フィラメントが横方向に配列されたウェブ（以下、横配列ウェブという）の製法に関しても開発を行ってきた（特許第１９９２５８４号、特許第２６１２２０３号等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の不織布工業の発展により、直交積層不織布においても、更なる高品質化、高生産性が望まれてきている。
【０００７】
しかしながら、特公平３−３６９４８号公報や特許第１９９２５８４号に開示されているスプレー方式による横配列ウェブの製法では、１つのノズル当たりの押し出し量が多く、フィラメントの横方向への配列性も良好であるので、フィラメントを横方向へ配列するのに有効な手段ではあるが、１つの紡糸ガンに対して１つのノズルしか設けることができない。そのため、１つのノズル当たりの生産性が良くても、生産量を向上させるためには多数の紡糸ガンを設ける必要がある。また、生産できるウェブの幅も４００ｍｍから５００ｍｍ程度であり、それ以上の幅のウェブを生産するのは困難である。さらに、フィラメントの横方向への配列性を良くしようとすると、ウェブの幅方向両端部（耳端部ともいう）の厚みが厚くなり、ウェブの歩留まりが低下するとともに、坪量の均一性が悪くなりやすい。
【０００８】
一方、特許第２６１２２０３号に記載されている、コンベアに種々の工夫を施すことでフィラメントの横方向への配列を実現する手段では、広義のスパンボンド法による紡糸手段を使用でき、生産性も良好であるが、フィラメントの横方向への配列の程度が不十分である。
【０００９】
一般に、フィラメントが横方向に十分に配列されたウェブを得るには、紡糸工程においてフィラメントを横方向に配列させるだけでは不十分である。また、紡糸工程で得られるフィラメントそのものの強度は一般に小さい。フィラメントの配列性を向上させ、かつ、フィラメントの強度をさらに向上させる最も良い方法は、紡糸工程で得られたウェブを横方向に延伸することである。しかし、一般にウェブの紡糸後の横方向への延伸については、フィラメントの横方向への配列が良くないこと、および冷却が不十分であることにより、延伸性が悪く、高倍率で高強度の延伸とすることが困難である。
【００１０】
本発明の目的は、フィラメントの横方向への配列性を高めつつ、歩留まりもよく、しかも広幅のウェブを製造する、横配列ウェブの製造方法および製造装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、広義のスパンボンド法による紡糸手段をそのまま利用でき、それによって生産性を向上させた横配列ウェブの製造方法および製造装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、フィラメントの横方向への配列性を向上させた横配列ウェブを、簡単な構成で、かつ安定して製造可能な横配列ウェブの製造装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、延伸性が良く、延伸後の強度等の物性や坪量分布が均一な横配列ウェブを製造可能な、横配列ウェブの製造方法および製造装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の横配列ウェブの製造方法は、溶融ポリマーをフィラメントとして押し出す、コンベアの進行方向と平行に配列された複数のノズルを有する紡糸手段と、フィラメントの細化のためにフィラメントの押し出し方向と平行な方向に噴射される高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを準備する工程と、溶融したポリマーをフィラメントとして前記ノズルから押し出す工程と、前記高速流体を噴射し、該高速流体との摩擦力によって、前記ノズルから押し出されたフィラメントを細化する工程と、前記気流振動手段によって前記高速流体の流れの方向を周期的に変動させ、前記フィラメントを、前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させながら前記コンベア上に集積する工程とを有する。一実施態様では、前記フィラメントを細化する工程は、前記高速流体の流れ方向について前記気流振動手段よりも上流側で前記高速流体に向けて前記フィラメントの溶融温度よりも高温の熱風を噴射することを含んでいる。他の実施態様では、前記紡糸手段から前記コンベアに向かって噴射される前記高速流体を、前記紡糸手段から前記コンベアまでの前記高速流体の経路とは別の経路で循環させる工程を更に有している。
【００１５】
また、本発明の横配列ウェブの製造装置は、溶融したポリマーをフィラメントとして押し出す、列状に配列された複数のノズルを備えるとともに、前記ノズルからの前記フィラメントの押し出し方向と平行な高速流体を噴射して前記フィラメントを細化する高速流体噴射部を備えた紡糸手段と、前記高速流体によって細化されたフィラメントが集積され、前記ノズルの配列方向と平行な方向に進行するコンベアと、前記高速流体の流れの方向を前記コンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させる少なくとも一つの気流振動手段とを有する。一実施態様では、前記紡糸室内の前記紡糸手段と前記気流振動手段との間に、前記高速流体に向けて前記フィラメントの溶融温度よりも高温の熱風を噴射する熱風噴射手段を有している。他の実施態様では、前記気流振動手段は、前記高速流体に対して向きおよび距離の少なくとも一方が周期的に変化する壁面を有し、前記壁面は、主面が前記高速流体に対面して配置され、かつ前記コンベアの進行方向と平行な軸を中心として揺動される板部材の前記主面である。さらに他の実施態様では、前記コンベアの幅方向両側方において前記紡糸手段と前記コンベアとの間の空間を取り囲んで、前記気流振動手段が内部に配置される紡糸室を構成する側板を更に有している。
【００１６】
本発明によれば、ノズルより押し出されたフィラメントは、高速流体との摩擦力によって細化されてコンベア上に集積され、ウェブとなる。ここで、高速流体の流れの向きは気流振動手段によってコンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動されるので、この高速流体の流れの向きの変動に伴って、ノズルから押し出されたフィラメントもコンベアの進行方向と直角な方向に周期的に振動しながらコンベア上に集積される。これにより、フィラメントが横方向に良好に配列したウェブが得られる。
【００１７】
本発明において、フィラメントの紡糸には広義のスパンボンド方式を採用する。スパンボンド方式は、紡糸方式として最も合理化された方式であり、経済性にも量産性にも優れているからである。広義のスパンボンド方式は、溶融（溶剤による溶解も含むが、簡便のため本明細書では溶融の用語を用いる）したフィラメントを音速に近い高速気流中で高倍率にドラフトさせて細化する点で共通する。
【００１８】
本発明者らが鋭意研究を進めた結果、このフィラメントの細化に利用される高速気流の向きをコンベアの進行方向に周期的に変動させることで、フィラメントの配列性を向上させることができることを見出した。高速流体中に壁面を設置した場合、その壁面が高速流体に近づくときには高速流体は壁面に対して反発し、壁面が高速流体から遠ざかるときには高速流体は壁面に沿って流れようとする現象が生じる（コアンダ効果）。そこで、フィラメントが高速流体の流れに乗って細化される状況において、その壁面を、高速流体に近づけたり遠ざけたりする動作を周期的に繰り返すことで、高速流体中のフィラメントが大きく振動して折り畳まれる。本発明では、そのような高速流体の流域に設置される壁面を有する気流振動手段を用いている。
【００１９】
気流振動手段を複数個配置することにより、フィラメントの振れ幅がより大きくなり、幅広のウェブが得られる。また、紡糸手段からコンベアに向かって噴射される高速流体を、紡糸手段からコンベアまでの高速流体の経路とは別の経路で循環させることにより、高速流体の流れを有効に利用することができ、フィラメントの細化がより促進されるとともに、コンベア上でのウェブの幅も広くなる。さらに、高速流体に霧状の液体を噴霧し、高速流体を冷却することで、フィラメントの結晶化度が小さくなり、ウェブの横方向への強度を向上させるために後工程でウェブを横方向に延伸する場合、その延伸性が向上する。
【００２０】
気流振動手段としては、高速流体の流れの方向をコンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させることができるものであれば、種々の機構を採用することができる。上述したコアンダ効果を発揮させるためには、気流振動手段は、高速流体に対して向きおよび距離の少なくとも一方が周期的に変化する壁面を有していればよい。この場合、壁面は、中心軸線がコンベアの進行方向と平行に配置されかつ中心軸線回りに回転される、断面が楕円形、少なくとも１つの突出部を有する円形、または他各界の棒状体の周壁面であってもよいし、周面が高速流体に対面して配置されかつコンベアの進行方向と平行な軸を中心として揺動される板部材の上記周面であってもよい。
【００２１】
なお、本発明において、フィラメントの配列方向や延伸方向等を説明する場合に用いる「縦方向」とは、不織布またはウェブを製造する際の機械方向すなわち不織布またあｈウェブの送り方向を意味し、「横方向」とは、縦方向と直角な方向、すなわち不織布またはウェブの幅方向を意味する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態である、メルトブロー法によるウェブの製造装置の概略正面図である。図１に示す装置は、フィラメント４を紡糸するメルトブローダイス３と、紡糸されたフィラメント４を搬送するコンベア１と、メルトブローダイス４から紡糸されたフィラメント４の流れの向きを周期的に変えるのに用いられる棒状体７とを有する。なお、図１において、メルトブローダイス３は内部構造が分かるように断面で示している。
【００２４】
メルトブローダイス３は、先端（下端）に、紙面に対して垂直な方向に列状に並べられた多数のノズル２を有する。ギアポンプ（不図示）から送られてきた溶融樹脂がそれぞれノズル２から押し出されることで、多数のフィラメント４が形成される。各ノズル２の両側にはそれぞれエア溜め５ａ，５ｂが設けられている。樹脂の融点以上に加熱された高圧加熱エアーは、これらエア溜め５ａ，５ｂに送入され、エア溜め５ａ，５ｂと連通してメルトブローダイス３の先端に開口するスリット６ａ，６ｂからフィラメント４に向けて噴出される。これにより、ノズル２からのフィラメント４の押し出し方向とほぼ平行な高速気流が生じる。この高速気流により、ノズル２から押し出されたフィラメント４はドラフト可能な溶融状態に維持され、高速気流の摩擦力によりフィラメント４にドラフトが与えられ、フィラメント４が細化される。上記の機構は、通常のメルトブロー法と同様である。高速気流の温度は、フィラメント１１の紡糸温度よりも８０℃以上、望ましくは１２０℃以上高くする。
【００２５】
メルトブローダイス３を用いてフィラメント４を形成する方法では、高速気流の温度を高くすることにより、ノズル２から押し出された直後のフィラメント４の温度をフィラメント４の融点よりも十分に高くすることができるため、フィラメント４の結晶化度を小さくすることができる。
【００２６】
メルトブローダイス３の下方にはコンベア１が配置される。コンベア１は、不図示の駆動源により回転されるコンベアローラやその他のローラ（不図示）に掛け回されており、これらのローラの回転によりコンベア１を駆動することで、ノズル２から押し出されたフィラメント４がコンベア１上に集積して得られるウェブ８は、図１において紙面の奥から手前に向かって、または手前から奥へ向かって搬送される。
【００２７】
メルトブローダイス３の下方で、かつコンベア１の上方の、スリット６ａ，６ｂによる高速気流の流域には、断面が楕円形の棒状体７が設けられている。棒状体７は、その回転軸７ａが、コンベア１上でのウェブ８の搬送方向と平行に配置され、この回転軸７ａを中心に図示矢印Ａ方向に回転される。
【００２８】
気体や液体の高速噴流近傍に壁が存在しているとき、噴流軸の方向と壁面の方向とが異なっていても、噴流が壁面に沿って流れる傾向があることは一般に知られている。これをコアンダ効果という。棒状体７は、この現象を利用してフィラメント４の流れの向きを変える。
【００２９】
以下に、棒状体７の回転による、フィラメント４の流れの向きの変動について図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００３０】
図２（ａ）に示す状態では、棒状体７の楕円形端面の長軸７ｃは、高速気流の気流軸９とほぼ平行であり、棒状体７の周壁面７ｂと気流軸９との距離は、最も大きい。このとき、周壁面７ｂの気流軸９に最も近い部位はほぼ気流軸９に平行であり、フィラメント４もほぼ気流軸９に沿って流れる。
【００３１】
棒状体７が回転していき、図２（ｂ）に示すように棒状体７の楕円形端面の長軸９ｃが気流軸９に対して傾きを持つようになると、棒状体７の周壁面７ｂと気流軸９との距離が次第に小さくなり、これに伴いコアンダ効果が大きくなっていく。棒状体７は断面が楕円形であるので、この状態では、周壁面７ｂと気流軸９との距離は、高速気流の流れ方向下流に向かって次第に大きくなる。従って、高速気流は周壁面７ｂに沿って流れようとし、それに伴ってフィラメント４は棒状体７側に引き寄せられる。
【００３２】
さらに棒状体７が回転し、図２（ｃ）に示すように棒状体７の楕円形端面の長軸９ｃが気流軸９と垂直になると、棒状体７の周壁面７ｂと気流軸９との距離は最も小さくなる。このときコアンダ効果は最も大きく、また、高速気流の流れ方向に関して周壁面７ｂの気流軸９との距離が最も近い位置よりも下流側では、気流軸９に対する周壁面７ｂの角度は、図２（ｂ）に示した状態よりも大きくなる。従って、フィラメント４は、図２（ｂ）に示した状態よりもさらに棒状体７側に引き寄せられる。
【００３３】
図２（ｃ）に示した状態よりもさらに棒状体７が回転すると、今度は、棒状体７の周壁面７ｂは、高速気流の流れ方向に関して上流側から下流側へ向かって気流軸９に次第に接近する向きとなる。これによりフィラメント４の流れの向きが棒状体７から離れる向きに変えられ、その後、気流軸９に対する周壁面７ａの角度が小さくなり、フィラメント４の流れ方向が気流軸９と平行な方向に近づいて行く。そして、棒状体７が図２（ａ）に示した状態から１８０°回転すると、再び図２（ａ）に示したのと同じ状態になり、その後は、上述した一連の動作を繰り返す。
【００３４】
このように棒状体７を回転させることにより、フィラメント４を周期的に振動させることができる。ここで図１を参照すると、前述したように、棒状体７の回転軸７ａはコンベア１によるウェブ８の搬送方向と平行に配置されているので、フィラメント４は、コンベア１による搬送方向と直角な方向すなわち幅方向に振動する。これにより、コンベア１上に、フィラメント４が幅方向に配列した、幅Ｓのウェブ８が得られる。
【００３５】
ここで、棒状体７の周壁面７ｂが気流軸９に最も近付いた状態での気流軸９と周壁面７ｂとの距離をＬ１、その状態における、気流軸９と平行な方向での、ノズル２と、棒状体７の気流軸９に対して最も近い点との距離をＬ２とする。これらＬ１およびＬ２が小さいほど、得られるウェブ８の幅Ｓは大きくなる。しかし、Ｌ１が小さすぎると、フィラメント４が棒状体７に巻き付く等のトラブルが発生するおそれがあり、また、Ｌ２についても、棒状体７の断面の大きさ等により自ずと制限される。一方、Ｌ１およびＬ２が大きすぎると、周壁面７ｂによるフィラメント４の振動の効果が小さくなる。そこで、Ｌ１は、３０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１５ｍｍ以下であり、最も好ましいのは１０ｍｍ以下である。また、Ｌ２は、８０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５５ｍｍ以下であり、最も好ましいのは５２ｍｍ以下である。ただし、棒状体７は、フィラメント４に衝突しない位置に配置する必要がある。
【００３６】
また、フィラメント４の振れ幅は、高速気流の流速と、棒状体７の回転速度にも依存する。棒状体７の回転による、気流軸９と周壁面７ｂとの距離の変動を周壁面７ｂの振動として考えた場合、フィラメント４の振れ幅を最大とするような、周壁面７ｂの振動数が存在する。この振動数以外では、周壁面７ｂの振動数と高速気流の持つ固有の振動数とが異なるため、フィラメント４の振れ幅も小さくなる。この振動数は、紡糸条件によって異なるが、一般的な紡糸手段により紡糸されたフィラメント４を振動させる場合には、５Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の範囲が好ましく、より好ましくは１０Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下、最も好ましくは１２Ｈｚ以上１８Ｈｚ以下の範囲である。高速気流の速度は、１０ｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは１５ｍ／ｓｅｃ以上である。これ以下の速度では、フィラメント４を十分に振らせることができなくなるおそれがある。
【００３７】
上述した例では棒状体７がフィラメント４の流れと同方向に回転する場合について説明しているが、気流と壁面との距離を周期的に変えることができるものであれば、棒状体７をフィラメント４の流れと逆方向に回転させても同様の効果を得ることができる。また、詳しくは後述するように、振動など、回転以外の方法で壁面を動かす機構を採用することもできる。
【００３８】
なお、棒状体７の長さは、メルトブローダイス１（図１参照）によって紡糸されるフィラメント群の幅よりも１００ｍｍ以上大きいことが望ましい。これよりも棒状体７の長さが短いと、フィラメント群の両端部で高速気流の流れ方向を十分に変えられず、フィラメント群の両端部でのフィラメント４の横方向の配列が不十分になるおそれがある。
【００３９】
以上説明したように、棒状体７で高速気流の方向を横方向に振動させ、これによってフィラメント４を縦方向に振らせてコンベア１上に集積し、ウェブ８とすることで、コンベア１上でのフィラメント４の横方向への配列性を向上させ、かつ、コンベア１上でのフィラメント４の折り畳み幅（すなわちウェブ８の幅Ｓ）を大きくすることができる。本実施形態によれば、幅Ｓが５００ｍｍ以上のウェブ８も容易に得ることができ、フィラメント４の配列性および折り畳み幅を向上させる点で画期的な効果を有する。このようなフィラメント４の配列は、ウェブ８の横方向の強度を向上させるのに効果がある。
【００４０】
また、折り畳み幅が大きいことは、フィラメント４を横方向に配列させる効果があるばかりでなく、ウェブ８の幅方向については１つのノズル２を設けるだけで広幅のウェブ８を生産性よく製造することができるという効果も有する。
【００４１】
得られたウェブ８は、そのままでも使用されるが、必要に応じて、横方向に延伸したり、熱処理や熱エンボス等の部分接着処理といった後処理を施したり、これらを組み合わせた処理を行ってもよい。
【００４２】
図３は、本発明によるウェブ製造装置の他の実施形態の概略正面図である。図３に示す装置は、図１に示したものと同様の断面が楕円形の棒状体１７1，１７2が２本配置されている点と、冷却ボックス２１を有する点と、コンベア１１の下側に吸引ボックス２２が配置されている点とが、図１に示した装置と相違している。
【００４３】
各棒状体１７1，１７2は、回転軸がコンベア１１の進行方向と平行で、かつ、メルトブローダイス１３により生じる高速気流の気流軸１９に対称となるように並列に、コンベア１１の進行方向と直角な方向に間隔をあけて配置されている。また、各棒状体１７1，１７2は、互いに向き（位相）を９０度ずらして配置され、同期して回転される。
【００４４】
冷却ボックス２１は、それぞれ各棒状体１７1，１７2に対応して配置され、フィラメント１４を冷却するために高速気流中へ霧状の水を噴霧するスプレーノズル２１ｂと、整流板２１ａとを有する。コンベア１１はメッシュコンベアであり、吸引ボックス２２は、コンベア１１のフィラメント１４が集積される面の裏面側に配置されている。吸引ボックス２２は、コンベア１１の幅方向両端部でそれぞれ開口する吸引口２２ａ，２２ｂを有し、これにより、一方の吸引口２２ａと他方の吸引口２２ｂとの間の領域でフィラメント１４を確実にコンベア１１上に捕集し、その結果、所望の幅のウェブ１８が得られる。
【００４５】
図３に示した装置では、メルトブローダイス１３から押し出され、高速気流に随伴して運ばれたフィラメント１４は、一対の棒状体１７1，１７2の間を通過する。各棒状体１７1，１７2は上述したように互いに位相を９０度ずらした状態で回転されるので、フィラメント１４が棒状体１７1，１７2の間を通過する際、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したフィラメント１４の引き寄せおよび反発が、各棒状体１７1，１７2で同時に行われる。すなわち、フィラメント１４が一方の棒状体１７1に引き寄せられるときには他方の棒状体１７2により反発され、一方の棒状体１７1により反発されるときには他方の棒状体１７2に引き寄せられる。その結果、フィラメント１４の振れ幅がより大きくなり、横方向へのフィラメント１４の配列性をより向上させることができ、ひいては、ウェブ１８の横方向の強度を向上させることができる。また、棒状体１７1，１７2を気流軸１９に対称に配置することで、フィラメント１４の振れの左右でのバランスも均一なものとなるので、得られるウェブ１８の品質および歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
図３に示す例では、各棒状体１７1，１７2を、互いの位相を９０度ずらして配置した例を示したが、それぞれの棒状体１７1，１７2によるフィラメント１４の引き寄せおよび反発が同時に行われる配置であれば、位相のずれは９０度である必要はない。また、図３に示した例では、２つの棒状体１７1，１７2を気流軸１９に対称となるように並列に配置した例を示したが、メルトブローダイス１３からコンベア１１へ向かう方向に複数の棒状体（気流振動機構）を直列に配置しても、フィラメント１４の振れ幅を大きくすることができる。さらには、複数の気流振動機構の上述した並列配置と直列配置を組み合わせて実施することもできる。
【００４７】
図４は、本発明によるウェブ製造装置のさらに他の実施形態の概略側面図である。図４に示す装置も、図１に示した装置と同様に、メルトブローダイス３３から押し出され、高速気流に随伴するフィラメントを、棒状体３７で、コンベア３１による搬送方向と直角な方向に周期的に振動させ、コンベア３１上に集積させるものである。しかし、図４に示す装置は、紡糸されたウェブに熱エンボス処理を行い、フィラメント同士を部分的に結合させるための機構が設けられている。なお、図４には、フィラメントを構成する樹脂を収容するホッパ４１と、ホッパ４１から供給された樹脂を可塑化してメルトブローダイス３３へ供給する押出機４２とが示されている。
【００４８】
図４において、コンベア３１上に捕集され、コンベア３１によって図示右方に搬送され、適宜温度に加熱された第１のアイロンローラ４３に移され、第１のアイロンローラ４３と第１のエンボスローラ４４とにニップされる。第１のエンボスローラ４４の外周面には、その周方向に沿った筋目が設けられており、これにより、ウェブには縦筋状のエンボス処理が施される。次いでウェブは、適宜温度に加熱された第２のアイロンローラ４５に移され、第２のアイロンローラ４５と第２のエンボスローラ４６とにニップされる。第２のエンボスローラ４６の外周面には、その両端部にそれぞれ多数の突起を有し、これにより、ウェブの幅方向両端部の補強のためのエンボス処理が施される。ここでは各エンボスローラ４４，４６は特に加熱していないが、より確実なエンボス処理のためには、各エンボスローラ４４，４６も加熱するのが好ましい。
【００４９】
このようにしてエンボス処理が施されたウェブは、引取ニップローラ４７で引き取られた後、冷却ローラ４８によって冷却され、次工程へ送られる。
【００５０】
図５は、本発明によるウェブ製造装置の更に他の実施形態の概略正面図である。図５に示す装置は、コンベア５１の幅方向両側方においてメルトブローダイス５３とコンベア５１との間の空間を側板６１で囲んで紡糸室としている。棒状体５７1，５７2は図３に示した例と同様であり、これら各棒状体５７1，５７2は、紡糸室の中に配置される。側板６１は、コンベア５１の幅方向外側に卵形に膨らんだ形状をしている。
【００５１】
側板６１を設け、紡糸室を構成することで、メルトブローダイス５３からコンベア５１に向かって噴射された高温の高速気流は、コンベア５１上で向きを変え、紡糸室内で、側板６１に沿って上昇して棒状体５７1，５７2の上方へ戻る。このようにして高速気流をメルトブローダイス５３からコンベア５１までの高速気流の経路とは別の経路で循環させ、高温の空気の流れを有効利用することで、高速気流の温度を高温のまま維持することができる。これにより、フィラメントの細化をより促進することができるとともに、コンベア５１上でのウェブの幅もより広くすることができる。また、側板６１の形状を、上述のように卵形に膨らんだ形状とすることで、高速気流の流れを乱さずに循環させることができるので、高速気流をより有効に利用することができる。
【００５２】
なお、図５に示した例では、紡糸室内の、棒状体５７1，５７2の上方にそれぞれ、メルトブローダイス５３から噴射された高速気流に向かって、フィラメントの溶融温度よりも高い温度の熱風を噴射する熱風噴射ノズル６２ａ，６２ｂを配置している。これにより、熱風噴射ノズル６２ａ，６２ｂから噴射された熱風は、メルトブローダイス５３と棒状体５７1，５７2との間で、メルトブローダイス５３から噴射された高速気流および循環した高速気流の流れと合流し、上述したフィラメントの細化およびウェブ幅向上の効果がより高まる。
【００５３】
以上、本発明について、横配列ウェブの製造装置の代表的な幾つかの例を挙げて説明したが、以下に、本発明に適用可能なフィラメント、紡糸手段、気流振動機構、および他の付加的な構成要素の例について説明する。
【００５４】
〈フィラメント〉
本発明に用いられるフィラメントに適合するポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂及びこれらの変性樹脂を用いることができる。また、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂等の湿式または乾式の紡糸手段による樹脂も使用することができる。
【００５５】
また、本発明では、本出願人が国際公開ＷＯ９６／１７１２１号公報に開示した異種ポリマーからなるフィラメントや、コンジュゲートフィラメントを使用することも可能である。
【００５６】
本発明におけるフィラメントは長繊維フィラメントである。ここでいう長繊維フィラメントとは実質的に長繊維であれば良く、平均長が１００ｍｍを越えているものをいう。また、紡糸直後のフィラメントの直径が５０μｍ以上ではフィラメントが剛直で交絡が不十分になる。そこで本発明に用いられるフィラメントの直径は、好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは２５μｍ以下である。特に強度の強いウェブを望む場合は、ウェブの紡糸後、ウェブを横方向に延伸するのが望ましい。その場合の延伸後のフィラメントの直径は５μｍ以上であることが望ましい。フィラメントの直径及び長さは、拡大顕微鏡写真より測定し、長さについては３０本の平均値、直径については１００本の平均値で示す。
【００５７】
〈紡糸手段〉
フィラメントの紡糸手段として、広義のスパンボンド法であるメルトブロー法によるものについて説明したが、以下に、狭義のスパンボンド法を用いた例について説明する。
【００５８】
図６は、狭義のスパンボンド法を用いたウェブ製造装置を正面から見た概略断面図である。通常のスパンボンド紡糸では、多数の紡糸孔を有するスパンボンドダイス７３から紡糸された多数のフィラメント７４は、エジェクタ７５でエア７６により吸引され、エジェクタ７５のノズル７５ａにより加速されたエアである高速気流に伴われてコンベア７１の上に集積される。コンベア７１は、コンベアローラ（不図示）によって駆動され、フィラメント７４を、図面に対して奥から手前へ、または手前から奥へ搬送する。なお、コンベア７１の下方には、図３に示したものと同様の吸引ボックス（不図示）が設置されており、所望の幅のウェブを得やすくなっている。
【００５９】
エジェクタ７５とコンベア７１との間の、高速気流の流域には、断面が楕円形の棒状体７７が配置される。棒状体７７は、図１に示したものと同様のものであり、図６に示す矢印Ａ方向に回転することで高速気流の向きをコンベア７１によるウェブの搬送方向と直角な方向に周期的に変化させる。これにより、エジェクタ７５から放出されたフィラメント７４は、方向が周期的に変化する高速気流に沿って流れ、横方向に折り畳まれコンベア７１上に集積され、フィラメント７４が横方向に配列されたウェブとなる。
【００６０】
本発明の紡糸手段が狭義のスパンボンド法やスパンレース法である場合は、フィラメントの結晶化が既になされている場合もあるが、このような場合であっても、本発明によりフィラメントの配列を飛躍的に向上させることが可能であり、横方向に強いウェブを得ることができる。
【００６１】
フィラメントの結晶化度が大きい場合は、フィラメントに伸度がなく、延伸張力が高くなるので、高倍率の後延伸が困難になる場合もある。高倍率の後延伸を望む場合は、ノズル直下でフィラメントを冷却することによりフィラメントの結晶化度を小さくするのが有効である。
【００６２】
なお、広義のスパンボンド不織布の紡糸手段において、いわゆる衝突板にフィラメントを衝突させる方式がある（例えば、特公昭４９−４０２６号公報、特公平５−２４２６１号公報等参照）。このような衝突板は、フィラメントを開繊、拡散させ、コンベア上でのウェブの異方性を小さくするのを目的としている。これに対して本発明で用いる気流振動機構は、ウェブの異方性を大きくすること、すなわちフィラメントを一方向に良好に配列させることを目的としており、上記衝突板とは目的及び効果が異なる。また、本発明で用いる気流振動機構は、フィラメントに直接衝突させるものではなく、高速気流の流域で高速気流の流れ方向を変化させ、しかも非常に短い周期で壁面の位置を変動させるものであり、上記衝突板とは作用も異なる。
【００６３】
〈気流振動機構〉
気流振動機構は、フィラメントをドラフトさせるための高速気流の向きを横方向に周期的に変化させることができるものであれば、どのような形態のものを用いてもよい。
【００６４】
以下に、気流振動機構の種々の例について説明する。
【００６５】
図７は、円筒体を利用した気流振動機構の例を示す。この気流振動機構は主要な構成部品として円筒体１３１を有している。円筒体１３１の両端には、軸部材１３２ａ，１３２ｂが円筒体１３１の中心軸線と同軸上に一体的に設けられている。これら軸部材１３２ａ，１３２ｂを回転自在に軸支し不図示の駆動源で回転させることで、円筒体１３１は軸部材１３２ａ，１３２ｂを中心に回転される。円筒体１３１の周面には、それぞれ先端部が曲面で構成された２つの突出部１３３が一体的に設けられている。突出部１３３は、円筒体１３１の中心軸線を挟んで対向する位置に、円筒体１３１の中心軸線方向に沿って設けらている。
【００６６】
これにより、気流振動機構が回転すると、円筒体１３１の周面と突出部１３３とが交互に高速気流の気流軸に対面することになる。高速気流の気流軸に円筒体１３１の周面が対面しているときは、気流軸との距離は十分に大きく、高速気流の流れに影響を与えない。気流振動機構がさらに回転し、突出部１３３が気流軸と対面し始めると、気流軸との距離が次第に小さくなり、コアンダ効果により高速気流は突出部１３３の表面に沿って流れる。従って、高速気流に沿って流れるフィラメントは円筒体１３１に引き寄せられ、結果的に、図１に示した例と同様に、フィラメントを周期的に振らせることができる。
【００６７】
なお、図７に示したように、円筒体１３１の周面に、円筒体１３１の中心軸線に沿って複数１３４の穴をあけ、これら穴１３４から空気を噴出させることにより、高速流体の流れを円筒体１３１から遠ざかる方向に変化させ、フィラメントの振れ幅をより大きくすることもできる。この場合は、一方の軸部材１３２ａを中空とし、この軸部材１３２ａから円筒体１３１の内部に空気を供給する。また、図示していないが、突出部１３３に穴をあけ、この穴から空気を吸引して高速気流の一部を引き込むことで、高速気流をより突出部１３３に沿って流れ易くし、これによってフィラメントの振れ幅をより大きくすることもできる。
【００６８】
また、図７に示した例では２つの突出部１３３を設けた例を示したが、円筒体１３１の回転により突出部１３３が高速気流と周期的に対面し、高速気流の向きを周期的に変動させることができるのであれば、突出部の数は１つでもよいし３つ以上であってもよい。
【００６９】
図８は、断面が三角形の気流振動機構の例を示す。図８に示した気流振動機構は三角柱形状の回転体１４１を有し、この回転体１４１を回転させることにより高速気流の流れ方向を変化させるものである。この回転体１４１を回転させた場合、高速気流は、エッジ部１４１ａが高速気流の気流軸に接近するときには、回転体１４１のエッジ部１４１ａよりも下流側の壁面に沿って流れようとし、エッジ部１４１ａが気流軸から離れていくときには、回転体１４１の壁面の影響を受けずに流れようとする。この高速気流の流れ方向の変化により、フィラメントを横方向に振らせることができる。
【００７０】
図８では断面が三角形の気流振動機構を示したが、これに限らず、断面が正方形や正五角形など、正多角形の横断面を持つ回転体であれば、高速気流の気流軸と気流振動機構の壁面との距離を周期的に変えることができるので、同様の効果を得ることができる。
【００７１】
図９は、断面が正方形の気流振動機構の例を示す。図９に示す気流振動機構は、図８に示したものの応用であり、四角柱形状の回転体１５１のエッジ部１５１ａが曲面加工され、隣り合う側壁面同士がが滑らかに繋がっている。これにより、高速気流の気流軸にエッジ部１５１ａが近づくときと遠ざかるときとでの高速気流の流れの向きがより滑らかに変化する。このような曲面加工は、エッジ部１５１ａに対してだけでなく側壁面に対して行っても同様の効果が得られる。
【００７２】
図１０は、回転ではなく揺動によって高速気流の向きを変化させる気流振動機構の例の側面を示す。図１０において、主面１６１ａが高速気流に対面して配置された板部材１６１は、その下端部が、製造すべきウェブの幅方向と直角（不図示のコンベアの進行方向と平行）な軸に支持されている。つまり、板部材１６１は、下端部の点ｐを中心に揺動自在に設けられいる。さらに、板部材１６１は、その上下方向の中間部において、連結棒１６３を介して、回転軸ｒを中心に回転する回転部材１６２と連結されている。連結棒１６３は、その一端が回転部材１６２の偏心点ｓに揺動自在に連結され、他端は板部材１６２の上下方向中央部の点ｑに揺動自在に連結されている。
【００７３】
これにより、回転部材１６２を回転させると、板部材１６１は、点ｐを中心に、図中一点鎖線で示した位置と二点鎖線で示した位置との間の範囲で揺動する。なお、板部材１６１の揺動範囲は、板部材１６１の上端が気流軸から最も遠ざかった状態のときに板部材１６１の主面１６１ａが気流軸とほぼ平行となるように、回転軸ｒと偏心点ｓとの距離や、点ｐと点ｑとの距離が設定される。従って、板部材１６１が一点鎖線で示した状態のときには高速気流の向きは変わらず、上端部が気流軸に次第に近づき、板部材１６１の主面１６１ａが傾くにつれて高速気流は主面１６１ａに沿って流れようとし、高速気流の向きが図示右方へ変化していく。つまり、板部材１６１を揺動させることにより、板部材１６１の揺動に伴って高速気流の向きを周期的に変化させることができる。
【００７４】
図１１も、図１０と同様に揺動によって高速気流の向きを変化させるものであるが、板部材１７１は、下端部ではなく上端部の点ｏを軸として揺動自在に設けられている。その他、板部材１７１が連結棒１７３を介して回転部材１７２と連結されていることや、連結棒１７３と板部材１７１とが点ｑで連結されていること、及び連結棒１７３と回転部材１７１とが偏心点ｓで連結されていることは、図１０に示したものと同様である。これにより、板部材１７１は、点ｏを中心として、一点鎖線で示した位置と二点鎖線で示した位置との間の範囲で揺動する。
【００７５】
このような構造で板部材１７１を揺動させることで、高速気流を板部材１７１側に引き寄せるのではなく、板部材１７１によって高速気流を押し出すような状態で、高速気流の向きを周期的に変化させることができる。
【００７６】
図１０及び図１１に示した例では、板部材１６１，１７１は平板の例を示したが、高速気流の振れ幅すなわちフィラメントの振れ幅をより大きくするために、湾曲した板を用いてもよい。
【００７７】
以上、本発明に好適に用いられる気流振動機構のいくつかの例について、回転により高速気流の向きを変えるものや揺動により高速気流の向きを変えるものを述べたが、それに限らず、高速気流の気流軸に対して傾斜した壁面を有しこの壁面と高速気流の気流軸との距離を変化させるように平行移動させるだけでコアンダ効果を生じさせる機構を用いてもよい。また、フィラメントの横方向への配列性を向上させつつ、歩留まりよく幅広のウェブを得ることができれば、気流振動機構の配置や数についても特に制限はない。もちろん、ここに例示した種々の気流振動機構は、図１〜図６に示したウェブ製造装置に適用可能である。
【００７８】
〈付加的な構成要素〉
得られたウェブを横方向に延伸することにより、フィラメントの横方向への配列性をより向上させることができる。したがって、フィラメントが横方向に配列されたウェブを更に横方向に延伸する延伸装置を付加することが好ましい。このとき、フィラメントの横方向への配列性が良いものほど、ウェブの横延伸時にフィラメントが実質的に延伸される確率が高くなり、最終延伸ウェブの強度も大きくなる。フィラメントの配列が悪いと、ウェブを延伸してもフィラメントの折り畳み構造やフィラメントの間隔が広がるだけでフィラメントが実質的に延伸される確率が低くなり、延伸後の十分な強度が得られなくなる。
【００７９】
ところで、通常のメルトブロー紡糸では、フィラメントは熱風とともにコンベアに直線的に衝突するので、コンベアに到達するまでの時間すなわち冷却時間が短い。また、ノズルとコンベアとの距離を大きくし過ぎると、ウェブの地合（坪量の部分的な均一性）が悪くなる。従って、通常のメルトブロー紡糸では、ノズルとコンベアとの距離は３００ｍｍ前後とされている。これに対し本発明によれば、フィラメントの振れ幅が大きくなるので、フィラメントがコンベアに到達するまでの時間が長くなり、紡糸装置とコンベアとの距離を大きくしなくてもフィラメントを良好に冷却することができる。また、理由は必ずしも明確ではないが、ウェブの地合もむしろ良好になることが実験の結果明らかになった。
【００８０】
得られたウェブは、そのままでも使用可能であるが、前述したように、さらに横方向に延伸することにより、フィラメントの配列性をさらに向上させてることができる。従って、紡糸手段は、延伸性の良いフィラメントからなるウェブとして紡糸することも可能である。そのためには、フィラメントが十分に急冷されて、延伸応力が小さく伸度が大きいフィラメントからなるウェブとする必要がある。その手段として最も有効なのが、紡糸装置とコンベアとの間に、高速気流中へ霧状の水を噴霧するスプレーノズル（不図示）を設け、高速気流に霧状の液体を含ませることである。
【００８１】
その霧状の液体に、いわゆる紡糸・延伸用油剤と称する延伸性や静電除去等の性質を付与することができる油剤を添加することも、その後の延伸性を向上させるとともに、毛羽も少なくすることができ、さらに延伸後の強度及び伸度も向上させることができるという点で有効である。なお、スプレーノズルから噴射される流体は、フィラメントを冷却することができるものであれば必ずしも水分等を含む必要はなく、冷エアーであってもよい。
【００８２】
フィラメントが横方向に配列されたウェブを更に横方向に延伸する手段としては、従来の種々の延伸装置を用いることができる。例えば、フィルムの２軸延伸に用いられているテンター式の横延伸装置や、特公平３−３６９４８号公報に記載されるプーリ式の横延伸装置や、周方向に沿った溝がそれぞれ形成された２つの溝付きローラでウェブを挟むことによりウェブを横方向に延伸する溝ローラ式の横延伸装置を用いることができる。それらの延伸装置のうち、プーリ式の横延伸装置は、安価で簡便な方法であり、しかも延伸倍率を自由に変化させることができ高倍率延伸も可能であるので、本発明に用いられる横延伸装置として最も適している。
【００８３】
なお、延伸後のウェブの幅を非常に大きくしたい場合には、通常の延伸温度での横延伸の前に、通常の延伸温度よりも高い温度（ポリエステルの場合は５〜１０℃、ポリプロピレンの場合は２０〜３０℃）で予備延伸を行う方法が有効であり、その場合の横延伸装置としては上述の延伸装置を使用することができる。
【００８４】
ウェブの横延伸において、延伸前のウェブに軽くエンボス処理を施し、その後に延伸することにより、延伸倍率を高くすることができ、延伸後の強度も向上し、また、延伸切れ等のトラブルも少ない安定した延伸を行うことができる。この場合のエンボスパターンは、縦方向に方向性を持つパターンであることが望ましい。エンボス温度は、延伸温度＋５℃よりも低い温度とするのが好ましい。エンボス圧力は、高すぎるとウェブのフィラメントを損傷し延伸切れの原因となるので、線圧で３Ｎ／ｃｍ以上５０Ｎ／ｃｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは８Ｎ／ｃｍ以上３０Ｎ／ｃｍ以下の範囲、最も好ましくは１０Ｎ／ｃｍ以上２５Ｎ／ｃｍ以下の範囲である。なお、エンボスローラの場合、ウェブはその全幅が一様にエンボスローラで加圧されるわけではなく、エンボス圧力はエンボス箇所の一点一点にかかるわけではない。しかし、ここで実施されるエンボスではエンボス圧力は十分に小さい圧力でよく厳密に計算する必要はないので、ここではエンボス圧力を、通常の線圧と同様に、
線圧（Ｎ／ｃｍ）＝押下力（Ｎ）／エンボスローラ幅（ｃｍ）
で定義している。
【００８５】
ウェブの延伸倍率は、ウェブを構成するフィラメントのポリマーの種類やウェブの紡糸手段は配列手段、目的とする縦方向及び横方向の強度や伸度等によって異なる。しかし、いずれの種類や手段を用いるにしろ、本発明の目的であるウェブの高配列性、高強度を達成できる延伸倍率が選択される。
【００８６】
その延伸倍率は、延伸前のウェブに延伸方向に一定の間隔で入れたマークにより以下の式で定義される。
延伸倍率＝［延伸後のマーク間の長さ］／［延伸前のマーク間の長さ］
ここでいう延伸倍率は、通常の長繊維フィラメントヤーンを延伸する場合のように、必ずしもフィラメント１本１本の延伸倍率を意味しない。
【００８７】
図１２（ａ）に、本発明により得られる横配列ウェブの幅方向の質量分布の一例を示し、図１２（ｂ）に、スプレー法により作製した横配列ウェブの幅方向の質量分布の一例を示す。横配列ウェブにおける幅方向の質量の分布をウェブのプロフィールという。ウェブのプロフィールは、得られたウェブから、縦方向に１００ｍｍの部分を全幅にわたってサンプリングし、そのサンプルを更に２５ｍｍ幅で切断し、切断されたそれぞれの質量を測定することによって得られる。図１２（ａ）に示すプロフィールを有するウェブは、幅方向の質量分布がほぼ均一である。なお、幅方向両端部において質量が若干小さくなっている（厚みが厚くなっている）が、これは、ウェブを横方向に延伸する場合に有利である。というのは、ウェブを横方向に延伸する場合、ウェブの幅方向両端部を掴みながらウェブを幅方向に延伸するのが一般的であり、実質的には掴まれた部分は延伸されず厚みも減少しないので、結果的に、延伸によりウェブの幅方向の質量分布がより均一化されるからである。一方、図１２（ｂ）に示すプロフィールを有するウェブは、幅方向両端部において質量が大きく（厚みが厚く）なっている。このウェブと図１２（ａ）に示すウェブとを対比すると、図１２（ａ）に示すウェブの方が、幅方向の質量分布が均一で、かつ、ウェブの幅も広いものとなる。
【００８８】
本発明によるウェブは、横方向の強度が要求されるウェブとしてそのまま使用できる他、紙、不織布、布、フィルム等の横方向の強度の補強用として、これらと積層して用いることもできる。また、本発明によるウェブを延伸したものは光沢が良く、その光沢を活かした包装材料等に用いることができる。さらに、本発明によるウェブを横方向に延伸した横延伸ウェブを原料に、本発明者らの先願発明である、特公平３−３６９４８号公報、特開平２−２６９８５９号公報、特開平２−２６９８６０号公報、国際公開公報ＷＯ９６／１７１２１号等に開示された直交積層不織布や斜交積層不織布の原料ウェブとして用いることもできる。
【００８９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を具体的に示す。
【００９０】
実施例１−１
紡糸装置として、ノズル直径が０．３ｍｍ、ノズルピッチが１．０ｍｍ、紡糸幅が５００ｍｍのメルトブローダイスを用い、これをコンベアの進行方向と平行に配置した。フィラメントの材料としては、極限粘度が０．６２ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート溶融樹脂を用いた。この溶融樹脂を、メルトブローダイスより、１ノズル当たりの吐出量を０．３５ｇ／分、ダイスの温度を３２０℃としてフィラメントを押し出した。押し出されたフィラメントを細化するための高速気流は、温度を３７０℃、流量を１０００Ｎｌ／分とした。気流振動機構としては、図１に示したような、断面が楕円形の１本の棒状体を用いた。この棒状体は、断面での短軸の長さが６０ｍｍ、長軸の長さが９０ｍｍのものであり、図１中のＬ１が１５ｍｍ、Ｌ２が５５ｍｍとなるように配置した。また、棒状体の回転数は、６００回転／分（断面が楕円であり、気流軸に対して最接近する箇所が１回転中に２箇所存在するので、気流の振動数としては２０Ｈｚ）とし、フィラメントを横方向に振動させた。棒状体の回転方向は、図１に示す矢印Ａ方向とした。これにより得られたウェブを、プーリ式延伸装置で９０℃の熱風中で横方向に延伸し、横延伸ウェブを作製した。
【００９１】
実施例１−２
棒状体の回転方向を実施例１−１と逆方向とした以外は実施例１−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９２】
実施例２−１
フィラメントの紡糸条件は、実施例１−１と同じとした。気流振動機構としては、実施例１−１で用いたものと同じ棒状体を、図３に示したように気流軸に対称に２本配置した。棒状体の回転による気流の振動数は１３．５Ｈｚとした。また、本実施例では、紡糸されたウェブにエンボス処理を施し、その後、実施例１−１と同じ条件でウェブを横方向に延伸することによって横延伸ウェブを作製した。エンボスパターンは、縦方向に５ｍｍの間隔をあけて設けられた長さ１０ｍｍのストライプを千鳥掛け状に配列したパターンとした。エンボス温度は７０℃、線圧は１５Ｎ／ｃｍとした。
【００９３】
実施例２−２
棒状体の回転による気流の振動数を２３Ｈｚとした以外は実施例２−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９４】
実施例３−１
実施例２−１で用いた装置に図５に示すような側板を設け、また、棒状体の回転による気流の振動数を１７Ｈｚとしたこと以外は実施例２−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９５】
実施例３−２
実施例３−１で用いた装置に更に、図５に示すような熱風供給ノズルを棒状体の両側に設け、ダイスと棒状体との間に熱風を噴射させたこと以外は、実施例３−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。熱風供給ノズルから噴射する熱風の温度は１０５℃とし、各熱風供給ノズルからの熱風の流量は、１．２ｍ3／分とした。
【００９６】
実施例４
図１におけるＬ１を１０ｍｍ、Ｌ２を５２ｍｍとした以外は実施例３−２と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９７】
実施例５
メルトブローダイスに代えて図６に示すスパンボンドダイスを用いたこと以外は実施例１−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９８】
比較例１
気流振動機構を用いないこと以外は実施例１−１と同じ条件で横延伸ウェブを作製した。
【００９９】
図１３に、上述の各実施例および比較例の主要な条件、および得られたウェブの切断強度、切断伸度の測定結果を示す。なお、図１３には、参考のため、市販のスパンボンド不織布（比較例２）および市販のメルトブロー不織布について測定した切断強度および切断伸度も示している。
【０１００】
図１３において、「ＭＢ」は「メルトブロー」を意味し、「ＳＢ」は「スパンボンド」を意味している。また、図１３における切断強度および切断伸度は、ＪＩＳ  Ｌ１９０６に規定されている長繊維フィラメント不織布試験法に準じ、横方向についての切断強度および切断伸度を測定したものである。なお、ＪＩＳでは切断強度を５ｃｍ当たりの切断荷重で表すが、ここでは、試料となるウェブの坪量が種々であるので、ウェブの質量からｔｅｘ（フィラメント１０００ｍ当たりの質量）に換算し、１ｔｅｘ当たりの強度（ｍＮ／ｔｅｘ）で表した。
【０１０１】
図１３に示す結果から、以下のことがいえる。
【０１０２】
実施例２−１と実施例２−２とを対比すると、振動数が小さいとフィラメントの振れ幅が大きくなり、振動数が大きいとフィラメントの振れ幅は小さくなることがわかる。ただし、振動数が大きい方が、フィラメントの横配列性やウェブの地合いは良好である。実施例３−１と実施例３−２とを対比すると、紡糸室内に熱風供給ノズルを設けることにより、フィラメントの振れ幅がより大きくなることができることがわかる。実施例３−２と実施例４とを対比すると、気流振動機構をダイスのノズルに接近させることにより、フィラメントの振れ幅がより大きくなることがわかる。しかも、ウェブの地合いやプロフィールも良好なものとなる。実施例１−１と実施例５とを対比すると、スパンボンドダイスを用いても、メルトブローダイスを用いた場合と同様のウェブを得ることができる。ただし、切断強度はスパンボンドダイスを用いた方が優れている。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フィラメントを細化する高速流体の流れの向きをコンベアの進行方向と直角な方向に周期的に変動させ、フィラメントをその方向に振らせることにより、フィラメントの横方向への配列を向上させ、横方向の強度および寸法安定性のよい広幅ウェブを製造することができる。しかも、通常の広義のスパンボンド方式の紡糸手段をそのまま利用できるので、装置構成も簡単であり、横配列ウェブを安定的に生産性よく製造することができる。さらに、高速流体を冷却することで、横方向への延伸性を向上させるとともに、延伸後の強度等の物性や横方向での質量分布の均一性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である、メルトブロー法によるウェブの製造装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した棒状体の回転によるフィラメントの流れの向きの変化を説明する図である。
【図３】本発明によるウェブ製造装置の他の実施形態の概略正面図である。
【図４】本発明によるウェブ製造装置のさらに他の実施形態の概略側面図である。
【図５】本発明によるウェブ製造装置の更に他の実施形態の概略正面図である。
【図６】狭義のスパンボンド法を用いたウェブ製造装置を正面から見た概略断面図である。
【図７】回転する円筒体を有する気流振動機構を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】三角柱形状の回転体を有する気流振動機構を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図９】四角柱状の回転体を有する気流振動機構を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】揺動する板部材を有する気流振動機構の一例の側面図である。
【図１１】揺動する板部材を有する気流振動機構の他の例の側面図である。
【図１２】横配列ウェブの幅方向のプロフィールを示す図であり、（ａ）は本発明によるもの、（ｂ）はスプレー法によるものを示す。
【図１３】本発明の具体的な種々の実施例、および比較例の主な製造条件および物性を示す表である。
【符号の説明】
１，１１，３１，５１    コンベア
２，７５ａ    ノズル
３，１３，３３，５３    メルトブローダイス
４，１４，７４  フィラメント
５ａ，５ｂ    エア溜め
６ａ，６ｂ    スリット
７，１７1，１７2，３７，５７1，５７2，７７    棒状体
７ａ    回転軸
７ｂ    周壁面
８，１８    ウェブ
９，１９    気流軸
２１    冷却ボックス
２２    吸引ボックス
４１    ホッパ
４２    押出機
４３，４５    アイロンローラ
４４，４６    エンボスローラ
６１    側板
６２ａ，６２ｂ    熱風供給ノズル
７３    スパンボンドダイス
７５    エジェクタ
１３１    円筒体
１３３    突出部
１４１，１５１    回転体
１６１，１７１    板部材
１６２，１７２    回転部材
１６３，１７３    連結棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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