(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未配向のポリプロピレンフィラメントまたはポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる原反ウェブを、該原反ウェブの延伸適温より、ポリプロピレンフィラメントにあっては２０℃以上、ポリエチレンテレフタレートにあっては５℃以上高い温度で前記原反ウェブの横方向に１．２倍〜３倍に延伸する工程と、１．２倍〜３倍に延伸された前記原反ウェブを前記延伸適温で前記横方向にさらに延伸することにより、前記原反ウェブが延伸される前の状態から前記原反ウェブが前記横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布を作製する工程とを有する横延伸不織布の製造方法。
【請求項２】
複数のフィラメントから構成された原反ウェブを該原反ウェブの横方向に延伸することにより、前記原反ウェブが横方向に延伸されてなる横延伸不織布を製造する横延伸不織布の製造方法であって、ポリエチレンテレフタレートを主成分とした未配向のフィラメントからなる原反ウェブを、温度が１００℃以上、１３０℃未満の熱風により加熱すると共に、前記原反ウェブをライン速度２０ｍ／分以上で移送しつつ、前記原反ウェブを横方向に７倍以上に延伸する横延伸不織布の製造方法。
【請求項３】
前記横方向に延伸される前の前記原反ウェブとして、前記横方向に配列されたフィラメントから構成されたものを用いる請求項２に記載の横延伸不織布の製造方法。
【請求項４】
複数の未配向ポリプロピレンフィラメントまたはポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる原反ウェブを横方向に延伸することによって、前記原反ウェブが横方向に延伸されてなる横延伸不織布を製造するための横延伸装置であって、前記原反ウェブを、前記原反ウェブの延伸適温より、ポリプロピレンフィラメントにあっては２０℃以上、ポリエチレンテレフタレートにあっては５℃以上高い温度に加熱する第１の加熱手段と、前記第１の加熱手段により加熱された前記原反ウェブを横方向に１．２倍〜３倍に延伸する第１の延伸手段と、前記第１の延伸手段により横方向に延伸された前記原反ウェブを前記延伸適温にするための第２の加熱手段と、前記原反ウェブが前記第１の延伸装置により延伸される前の状態から前記原反ウェブが横方向に合計７倍以上に延伸されるように、前記第２の加熱手段により前記延伸適温となった前記原反ウェブをさらに横方向に延伸する第２の延伸手段とを有する横延伸装置。
【請求項５】
前記第１の加熱装置により前記原反ウェブを加熱する前に、前記原反ウェブを熱風が貫通するように前記原反ウェブに向けて前記熱風を吹き付けることで前記原反ウェブを予め加熱する第１の予熱手段をさらに有する請求項４に記載の横延伸装置。
【請求項６】
前記第１の延伸手段により横方向に延伸された前記原反ウェブを前記第２の加熱装置により前記延伸適温にする前に、前記原反ウェブを熱風が貫通するように前記原反ウェブに向けて前記熱風を吹き付けることで前記原反ウェブを加熱する第２の予熱手段をさらに有する請求項５に記載の横延伸装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の予熱手段は、前記原反ウェブの、前記熱風が吹き付けられる部分における前記熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接して前記原反ウェブを支持し、前記原反ウェブを貫通した前記熱風の少なくとも一部がさらに通過する網状部材を有する、請求項６に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不織布を製造する際にフィラメントを紡糸して構成されたウェブを延伸するという、いわゆる不織布の後延伸法の一つとして、ウェブをその横方向に延伸する横延伸に関し、特に、そのような横延伸により製造された広幅の横延伸不織布、その横延伸不織布の製造方法、その横延伸不織布を製造するための横延伸装置、およびその横延伸装置に用いられる加熱装置に関する。この横延伸不織布は、横方向に強度を必要とする不織布や直交不織布の原料ウェブとして、あるいは、強度、および寸法の安定性がある不織布として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
不織布の製造方法としては、原料樹脂を溶融する紡糸から直接、不織布を形成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があり、それらの方式は、経済性および量産性から不織布の製造方法において主流をなしている。以下では、これらの方式により製造された不織布を、広義のスパンボンド不織布と称する。従来の技術による広義のスパンボンド不織布はランダム不織布であり、その強度は小さく、寸法の安定性のないものが多いという欠点がある。
【０００３】
上記の欠点を改善する不織布の製造方法、およびその製造装置として、本出願人による特公平３−３６９４８号公報、特公平７−６１２６号公報および特許第２６１２２０３号公報に記載されたものがある。
【０００４】
特公平３−３６９４８号公報には、不織布の製造方法として、未配向フィラメントを紡糸して作製された長繊維不織布を、一方向に配列されたフィラメントの成分が多くなるように延伸適温で一方向に延伸する方法や、その方法により延伸された不織布同士を、それぞれの不織布の延伸方向が互いに直交するように積層して接合する方法が記載されている。
【０００５】
また、特公平３−３６９４８号公報には、スプレー紡糸として、未配向で一方向に配列しているフィラメントよりなる長繊維不織布を製造する方法が記載されている。その長繊維不織布の製造方法では、まず、一方向に走行するスクリーンメッシュ上で、ノズルより押出されたフィラメントを、スパイラル状に旋回する加熱エアーで散らす。さらに、このノズルの下方で２つのエアーが互いに衝突するようにそれらのエアーが噴射されており、それら２つのエアーが衝突することで拡がるエアーによって、回転されてきた紡出フィラメントがさらに散らされる。ここで、互いに衝突する２つのエアーの進行方向がスクリーンメッシュの進行方向と平行な場合には、紡出フィラメントがスクリーンメッシュの進行方向に対して垂直な方向に散らされ、散らされたフィラメントが、横方向に配列された成分を多くした形でスクリーンメッシュ上に蓄積される。これにより、横方向に配列を主体とした不織布が製造される。これとは反対に、互いに衝突する２つのエアーの進行方向が、スクリーンメッシュの進行方向とほぼ直交する方向である場合には、紡出フィラメントがスクリーンメッシュの進行方向と平行な方向に散らされ、散らされたフィラメントが、縦方向に配列された成分を多くした形でスクリーンメッシュ上に蓄積される。これにより、縦方向に配列を主体とした不織布が製造される。
【０００６】
特公平７−６１２６号公報には、スプレー紡糸として、複数のフィラメントがほぼ一方向に配列されて構成された一方向配列不織布の製造方法が記載されている。その製造方法では、高分子物質を紡口から紡出させることでフィラメントを紡糸する際に、その紡出フィラメントを旋回または巾方向に振動させ、旋回または振動しているフィラメントが２倍以上のドラフト性がある状態で、旋回または振動しているフィラメントの１本を中心に、そのフィラメントの側方よりほぼ左右対称の一対以上の流体をフィラメントに作用させる。このようにフィラメントに一対以上の流体を作用させることにより、フィラメントにドラフトをかけながらフィラメントの紡出方向と直角な方向へそのフィラメントを飛散させる。これにより、フィラメントが飛散する方向に配列されたフィラメントが層状に積層されて、一方向配列不織布が製造される。
【０００７】
特許第２６１２２０３号公報には、不織布の製造方法として、走行するベルトコンベア上に向けて、エジェクタから流体と共に繊維を噴出し、そのベルトコンベア上で、繊維が一方向に配列されるようにその繊維を集積させることにより、繊維の配列したウェブを製造する方法が記載されている。その製造方法の一例では、コンベアベルトの少なくとも一部を、その走行方向に対して垂直方向で、かつ下方に湾曲を生ずるようにし、そのコンベアベルトにおける溝状に湾曲した部分の底部へエジェクタより流体と繊維を噴出する。そして、噴出された流体をコンベアベルトの溝の方向に飛散させることにより、その飛散する方向へ繊維を配列させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
不織布の製造において、不織布の高い強度を維持したまま、広幅ウェブを製造することは、単に生産効率を上げ、製造単価を下げることを意味するばかりでなく、ウェブの用途面においても広幅ウェブでないと適応性がない分野もあるため、重要な要因である。
【０００９】
横延伸ウェブは、原反ウェブをその横方向に延伸することにより製造されるので、一般には広幅ウェブとして得られ易いが、上述した特公平３−３６９４８号公報および特公平７−６１２６号公報に記載されているスプレー紡糸では、通常、延伸される前の原反ウェブの幅が３００〜４００ｍｍであることにより、ウェブの横延伸倍率は、ポリプロピレン（以下ではＰＰと称する）からなるウェブで５〜６倍であり、ポリエチレンテレフタレート（以下ではＰＥＴと称する）からなるウェブでも５〜６倍である。従って、製品として、幅２４００ｍｍ以上の横延伸不織布を実現することが困難であるという問題点がある。また、延伸倍率をあげて幅広ウェブを製造することは、特公平３−３６９４８号公報および特公平７−６１２６号公報のスプレー紡糸によって原反ウェブを製造する際に原反のフィラメント径を太くするような紡糸条件にすることで可能となり、これにより、より安定した紡糸が可能となる。
【００１０】
一般的に、幅の狭い原反ウェブから広幅横延伸ウェブを得るためには、横延伸倍率を大きくすることで達成される。しかしながら、高倍率の延伸では延伸の際にフィラメントの延伸切れを伴い、おのずとその倍率の限界がある。原反ウェブの延伸の際にその原反ウェブの温度、すなわち延伸温度を高くすることにより、延伸倍率のみを高くすることが可能であるが、高温での延伸では一般的に横延伸ウェブの強度を確保することができない。従って、上述したように５〜６倍程度の延伸倍率なら、ある程度の強度を確保することが可能であるが、７倍以上の高倍率延伸では、所望の強度を有する広幅横延伸ウェブを製造することは困難である。
【００１１】
一方、ウェブをその長さ方向、すなわち縦方向に延伸する方法、いわゆるウェブを縦延伸する方法として、近接延伸がある。その近接延伸は、例えばウェブを縦延伸するためにローラを用い、ウェブの延伸間距離を極端に狭めて縦延伸を行う方法である。このような縦延伸に応用されている近接延伸を、ウェブの横延伸に適用することは困難であり、横延伸では、通常、ウェブの両耳を把持して原反ウェブが横方向に延伸される。従って、ウェブの横延伸では、縦延伸と比較して、ウェブを構成するフィラメントが単に横方法に配列しているばかりでなく、それぞれのフィラメントがウェブの幅方向でウェブの一端部から他端部へと渡っていることが望ましい。従って、横延伸には、縦延伸で用いられている近接延伸を適用することができないので、従来の技術による横延伸の方法、および横延伸装置では、ウェブの高い強度を維持しつつ高い延伸倍率を実現することが困難であるという問題点がある。
【００１２】
なお、横延伸においても、縦延伸でロールを用いた近接延伸に近い機構として、例えば特公平３−３６９４８号公報に記載されている溝ロール式の横延伸法がある。その溝ロール式の横延伸法では一対の溝ロールが用いられ、それら一対の溝ロールを、一方の溝ロールの山部が他方の溝ロールの谷部に噛み合うように配置する。そして、一対の溝ロールの間に、未配向フィラメントよりなる不織布を導入することで、それら溝ロールの山と谷との凹凸によって不織布をその横方向に延伸する。しかしながら、この溝ロール式の横延伸法は、延伸倍率が低いこと、延伸の均一性が悪いこと等の欠点を有しており、不織布の高い強度を得る延伸法には適しないので、高い強度を必要としない不織布の延伸では使用できるが、高い延伸倍率で、かつ高い強度を得るためには適していない。
【００１３】
特に、ＰＥＴフィラメントの延伸では、不織布の強度が得られるような延伸に適した温度範囲、すなわち不織布の強度がでる延伸適温の範囲が狭く、しかもその延伸適温が延伸速度、延伸倍率によって大幅に変動するという特性があることにより、ＰＥＴフィラメントからなるウェブの延伸を困難にしている。従って、ＰＥＴフィラメントからなるウェブにおいては、高い強度を維持しつつ高い延伸倍率により広幅横延伸ウェブを得ることは困難であり、このような困難を解決した延伸を行わなければならない。
【００１４】
このような高倍率の横延伸においては、単に高い延伸倍率が得られるかどうかということばかりでなく、延伸して得られた横延伸ウェブの各部分が均一に延伸されていて、延伸後のそのウェブにおける強度分布、坪量の均一性、フィラメントの延伸切れが発生する頻度の減少等が必要とされる。従って、このような均一な横延伸が実現される延伸でなければ、工業的な意味での延伸手段とはならない。
【００１５】
上述したような目的に使用される横延伸装置が、高価であったり、広い床面積を必要とするものであったりすれば、安価であることが要件とされる不織布においては実用性がない。また、横延伸装置は、延伸倍率を自由に変えることができ、延伸切れ等のトラブルにも対処容易で簡便なものである必要もある。さらに、このように安価で簡便な横延伸装置であっても、高速な延伸が可能であり、上記のような高い倍率で均一な延伸を実現するものでなければならない。特に不織布の延伸においては、原反が綿状のフィラメントの集積体からなるものであり、その綿状の集積体の内部に含まれるエアーを、延伸温度にまで温度が上昇した延伸媒体に完全に置換できる装置でなければ、上述したような高倍率の延伸、高速延伸、均一延伸などの目的を達成することができない。
【００１６】
本発明の目的は、原反ウェブを横方向に延伸して横延伸不織布を製造する際に原反ウェブの延伸倍率を７倍以上にしても、不織布の横方向の引張強度として高い強度が得られ、ウェブの横方向の引張強度として少なくとも１．５ｇ／ｄ、望ましくは１．８ｇ／ｄ以上、さらに望ましくは２．０ｇ／ｄ以上、最も望ましくは２．５ｇ／ｄ以上である横延伸不織布、その横延伸不織布の製造方法、およびそのような強度の横延伸不織布を製造することが可能な横延伸装置を提供することにある。また、本発明の目的は、布としての風合いを有する横延伸不織布、その横延伸不織布の製造方法、およびそのような横延伸不織布を製造することが可能な横延伸装置を提供することにある。延伸後のウェブを構成するフィラメント径は少なくとも２０μｍ以下、望ましくは１０μｍ以下、さらに望ましくは５〜８μｍであることが求められる。さらに、本発明の目的は、原反ウェブを横方向に延伸して横延伸不織布を製造するためにその原反ウェブを加熱する際に、原反ウェブを速やかに、かつ均一に加熱することにより、高倍率で高速に、かつ均一に原反ウェブを延伸することを可能にする横延伸装置、およびその横延伸装置に用いられる加熱装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、横方向に配列および延伸された、繊維径が２０μｍ以下の複数のフィラメントからなる帯状の横延伸不織布であって、前記横方向の延伸倍率が７倍以上であり、前記横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄ以上である横延伸不織布が実現される。
【００１８】
ここで、横延伸不織布の引張強度について、ＪＩＳ  Ｌ１０９６の長繊維フィラメント不織布試験法では、切断強度を５センチメートル当たりの切断荷重で表示するが、本発明においては、試験した不織布の坪量が種々なので、不織布の重さからデニールに換算して、１デニール当たりの強度（ｇ／ｄ）で引張強度を表わした。
【００１９】
具体的には、上記の横延伸不織布が、未配向のポリプロピレンフィラメントまたはポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる原反ウェブを、該原反ウェブの延伸適温より、ポリプロピレンフィラメントにあっては２０℃以上、ポリエチレンテレフタレートにあっては５℃以上高い温度で前記原反ウェブの横方向に１．２倍〜３倍に延伸した後に、１．２倍〜３倍に延伸された前記原反ウェブを前記延伸適温で横方向に延伸することで、前記原反ウェブが延伸される前の状態から前記原反ウェブを前記横方向に合計７倍以上に延伸してなるものである。
【００２１】
上記の通りの発明では、横延伸不織布の横方向の延伸倍率が７倍以上であり、その横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄ以上であることにより、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で広幅のウェブが得られるので、横延伸不織布の生産効率を上げて、広幅ウェブとしての横延伸不織布の製造単価を下げることができる。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布が得られることにより、ウェブの用途面においても横延伸不織布の適応性が広がる。さらに、横延伸不織布を構成するフィラメントの繊維径は２０μｍ以下であるため、この横延伸不織布は布としての風合いを持つものである。
【００２２】
また、本発明は、横方向に配列および延伸された複数のフィラメントからなり、前記横方向の延伸倍率が７倍以上であり、前記横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄ以上である帯状の横延伸不織布の製造方法であって、未配向のフィラメントからなる原反ウェブを、該原反ウェブの延伸適温より５℃以上高い温度で前記原反ウェブの横方向に１．２倍〜３倍に延伸する工程と、１．２倍〜３倍に延伸された前記原反ウェブを前記延伸適温で前記横方向にさらに延伸することにより、前記原反ウェブが延伸される前の状態から前記原反ウェブが前記横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布を作製する工程とを有する。
【００２３】
上記の発明では、まず、未配向のフィラメントからなる原反ウェブを、その延伸適温よりも５℃以上高い温度でその横方向に１．２倍〜３倍に延伸することにより、フィラメントの分子配向をほとんど伴わなわずにそのフィラメントが延伸される。この時、原反ウェブの強度を上げる段階には至っていない。この工程では、横方向の延伸倍率が１．２倍以下であると、次の工程で原反ウェブを高い倍率で横方向に延伸することができず、また、延伸倍率が３倍以上であると、原反ウェブの強度が低下してしまう。次に、横方向に１．２倍〜３倍に延伸された原反ウェブをその延伸適温でさらに横方向に延伸して、原反ウェブが延伸される前の状態から原反ウェブを横方向に合計７倍以上に延伸することにより、原反ウェブが横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布が製造される。この工程では、原反ウェブの延伸適温で原反ウェブがその横方向に高い倍率で延伸され、また、横延伸不織布の横方向の引張強度として、延伸適温における通常の延伸の場合と同等、もしくはそれ以上の強度を得ることができる。これらの２段階の延伸からなる横延伸不織布の製造方法によって、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で延伸された広幅のウェブが得られる。よって、横延伸不織布の生産効率が上がり、広幅ウェブとしての横延伸不織布の製造単価が下がる。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布を製造することができ、ウェブの用途面においても適応性の広い横延伸不織布を得ることが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明は、複数のフィラメントから構成された原反ウェブを該原反ウェブの横方向に延伸することにより、前記原反ウェブが横方向に延伸されてなる横延伸不織布を製造する横延伸不織布の製造方法であって、ポリエチレンテレフタレートを主成分とした未配向のフィラメントからなる原反ウェブを、温度が１００℃以上、１３０℃未満の熱風により加熱すると共に、前記原反ウェブをライン速度２０ｍ／分以上で移送しつつ、前記原反ウェブを横方向に７倍以上に延伸する。
【００２５】
上記の発明は、ウェブを横方向に高い延伸倍率で延伸することを可能にする製造方法として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とする未配向のフィラメントからなるウェブに特に適する横延伸不織布の製造方法である。この製造方法によって、ＰＥＴを主成分とする横延伸不織布を製造する際に、横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄであり、横方向の延伸倍率が７倍以上である横延伸不織布を製造することが可能となる。
【００２６】
前記横方向に延伸される前の前記原反ウェブとしては、前記横方向に配列されたフィラメントから構成されたものを用いることが好ましい。
【００２７】
上記のように、横方向に延伸される前の原反ウェブとして、その横方向に配列されたフィラメントから構成されたものを用いることにより、その原反ウェブを横方向に延伸して製造される横延伸不織布の高い強度、およびその高い延伸倍率を実現することができる。
【００２８】
さらに、前記原反ウェブを横方向に延伸する際に、左右一対の同一周速をもつプーリーを、中心線を隔てて左右対称に前記左右一対のプーリーの外周が末広がり軌道を持つように配置し、前記左右一対のプーリーのそれぞれの外周面に形成されているベルト溝にそれぞれはめ込まれた一対のベルトを前記末広がり軌道上で循環させ、前記左右一対のプーリーの間の狭まった個所に前記原反ウェブを導入して、前記原反ウェブの横方向の一端部を、前記左右一対のプーリーのうち一方のプーリーのベルト溝と、該ベルト溝にはめ込まれたベルトとの間で把持し、かつ、前記原反ウェブの横方向の他端部を、他方のプーリーのベルト溝と、該ベルト溝にはめ込まれたベルトとの間で把持し、前記左右一対のプーリーがつくる末広がり軌道上で前記原反ウェブを横方向に延伸することが好ましい。
【００２９】
あるいは、前記原反ウェブを横方向に延伸する際に、前記原反ウェブの横方向の両端部を一平面内で把持し、該両端部の間の距離が大きくなるように前記両端部のそれぞれを引張ることにより前記原反ウェブを横方向に延伸するテンター式横延伸装置を用いてもよい。
【００３０】
さらに、本発明は、複数の未配向ポリプロピレンフィラメントまたはポリエチレンテレフタレートフィラメントからなる原反ウェブを横方向に延伸することによって、前記原反ウェブが横方向に延伸されてなる横延伸不織布を製造するための横延伸装置であって、前記原反ウェブを、前記原反ウェブの延伸適温より、ポリプロピレンフィラメントにあっては２０℃以上、ポリエチレンテレフタレートにあっては５℃以上高い温度に加熱する第１の加熱手段と、前記第１の加熱手段により加熱された前記原反ウェブを横方向に１．２倍〜３倍に延伸する第１の延伸手段と、前記第１の延伸手段により横方向に延伸された前記原反ウェブを前記延伸適温にするための第２の加熱手段と、前記原反ウェブが前記第１の延伸装置により延伸される前の状態から前記原反ウェブが横方向に合計７倍以上に延伸されるように、前記第２の加熱手段により前記延伸適温となった前記原反ウェブをさらに横方向に延伸する第２の延伸手段とを有する。
【００３１】
上記の発明では、上述した横延伸不織布の製造方法が用いられており、まず、未配向のフィラメントからなる原反ウェブが、第１の加熱手段によって延伸適温よりも５℃以上高い温度に加熱され、加熱された原反ウェブが第１の延伸手段によって横方向に１．２倍〜３倍に延伸されることにより、フィラメントの分子配向をほとんど伴わなわずにそのフィラメントが延伸される。この時、原反ウェブの強度を上げる段階には至っていない。次に、横方向に１．２倍〜３倍に延伸された原反ウェブが第２の加熱手段によって延伸適温になり、その延伸適温で原反ウェブが第２の延伸手段によってさらに横方向に延伸されることにより、第１の延伸手段によって延伸される前の状態から原反ウェブが横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布が製造される。このような横延伸装置を用いて横延伸不織布を製造することによって、原反ウェブの延伸適温で原反ウェブがその横方向に高い倍率で延伸され、また、横延伸不織布の横方向の引張強度として、延伸適温における通常の延伸の場合と同等、もしくはそれ以上の強度を得ることができる。これらの２段階の延伸を行う横延伸装置によって、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で延伸された横延伸不織布を広幅ウェブとして製造することができる。よって、横延伸不織布の生産効率を上げ、広幅ウェブとしての横延伸不織布の製造単価を下げることが可能となる。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布を製造することができるので、ウェブの用途面においても適応性の広い横延伸不織布を得ることが可能となる。
【００３２】
さらに、前記第１の加熱装置により前記原反ウェブを加熱する前に、前記原反ウェブを熱風が貫通するように前記原反ウェブに向けて前記熱風を吹き付けることで前記原反ウェブを予め加熱する第１の予熱手段を有していてもよい。
【００３３】
さらに、前記第１の延伸手段により横方向に延伸された前記原反ウェブを前記第２の加熱装置により前記延伸適温にする前に、前記原反ウェブを熱風が貫通するように前記原反ウェブに向けて前記熱風を吹き付けることで前記原反ウェブを加熱する第２の予熱手段を有していてもよい。
【００３４】
さらに、前記第１および第２の延伸手段が、左右一対の同一周速をもつプーリーを、中心線を隔てて左右対称に前記左右一対のプーリーの外周が末広がり軌道を持つように配置し、前記左右一対のプーリーのそれぞれの外周面に形成されているベルト溝にそれぞれはめ込まれた一対のベルトを前記末広がり軌道上で循環させ、前記左右一対のプーリーの間の狭まった個所に前記原反ウェブを導入して、前記原反ウェブの横方向の一端部を、前記左右一対のプーリーのうち一方のプーリーのベルト溝と、該ベルト溝にはめ込まれたベルトとの間で把持し、かつ、前記原反ウェブの横方向の他端部を、他方のプーリーのベルト溝と、該ベルト溝にはめ込まれたベルトとの間で把持し、前記左右一対のプーリーがつくる末広がり軌道上で前記原反ウェブを横方向に延伸するプーリー式横延伸装置であることが好ましい。
【００３５】
あるいは、前記第１および第２の延伸手段が、前記原反ウェブの横方向の両端部を一平面内で把持し、該両端部の間の距離が大きくなるように前記両端部のそれぞれを引張ることにより前記原反ウェブを横方向に延伸するテンター式横延伸装置であってもよい。
【００３６】
さらに、前記第１及び第２の予熱手段は、前記原反ウェブの、前記予熱手段による前記熱風が吹き付けられる部分における前記熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接して前記原反ウェブを支持し、前記原反ウェブを貫通した前記熱風の少なくとも一部がさらに通過する網状部材をさらに有していてもよい。
【００３７】
上記の発明では、原反ウェブを延伸手段によって横方向に延伸する工程の前に、予熱手段によって原反ウェブに熱風を吹き付けて原反ウェブを予め加熱する横延伸装置が、原反ウェブの、熱風が吹き付けられる部分を支持する網状部材を有することにより、熱風によって原反ウェブが膨らむなどして原反ウェブが変形することが防止される。ここで、網状部材は、原反ウェブの、予熱手段による熱風が吹き付けられる部分における熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接していて、原反ウェブを貫通した熱風の少なくとも一部が網状部材をさらに通過するので、原反ウェブ内のエアー、すなわち原反ウェブを構成するフィラメント同士の隙間に存在するエアーを、原反ウェブを加熱するための高温のエアーに確実に置換することができる。これにより、原反ウェブを延伸するために、原反ウェブを目的の延伸温度に速やかに、かつ均一に加熱することが可能となる。
【００３８】
さらに、本発明は、複数の未配向フィラメントからなる原反ウェブを横方向に延伸することによって前記原反ウェブが横方向に延伸されてなる横延伸不織布を製造するための横延伸装置に備えられ、前記原反ウェブが横方向に延伸される前に、前記原反ウェブを熱風が貫通するように前記原反ウェブに向けて前記熱風を吹き付けることで前記原反ウェブを予め加熱する加熱装置であって、前記原反ウェブの、前記熱風が吹き付けられる部分における前記熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接して前記原反ウェブを支持し、前記原反ウェブを貫通した前記熱風の少なくとも一部がさらに通過する網状部材を有する。
【００３９】
上記の発明では、原反ウェブを横方向に延伸して横延伸不織布を製造するための横延伸装置に備えられた、原反ウェブを延伸する前に前記原反ウェブを熱風によって予め加熱する加熱装置において、原反ウェブの、熱風が吹き付けられる部分を支持する網状部材を有することにより、熱風によって原反ウェブが膨らむなどして原反ウェブが変形することが防止される。ここで、網状部材は、原反ウェブの、熱風が吹き付けられる部分における熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接していて、原反ウェブを貫通した熱風の少なくとも一部が網状部材をさらに通過するので、原反ウェブ内のエアー、すなわち原反ウェブを構成するフィラメント同士の隙間に存在するエアーを、原反ウェブを加熱するための高温のエアーに確実に置換することができる。これにより、原反ウェブを延伸するために、原反ウェブを目的の延伸温度に速やかに、かつ均一に加熱することが可能となる。
【００４０】
上記のそれぞれの発明において、前記網状部材は、回転可能に支持され、壁部に複数の貫通穴が形成された中空円筒状のメッシュ状ロールであってもよく、あるいは、一方向に走行可能に支持されたメッシュ状のコンベアベルトであってもよい。
【００４１】
本発明の横延伸不織布を製造する際に用いられる原反ウェブとしては、種々の不織布を使用できるが、原反ウェブを延伸してなる横延伸不織布の高強度、およびその原反ウェブの高延伸倍率を実現する必要があることより、特に次の条件を満足する不織布であることが望ましい。
【００４２】
まず、第１に、原反ウェブを構成するフィラメントの径が３０μｍ以下、望ましくは２０μｍ以下であることが必要である。本発明の横延伸不織布は、その強度の面でも、風合いの面でも布としての性質が求められるものであり、延伸後のフィラメント径が２０μｍ以下のフィラメントから構成されている必要があり、そのためには、原反ウェブのフィラメントの径は３０μｍ以下である必要がある。
【００４３】
第２に、原反ウェブが、実質的に分子配向をしていないフィラメントからなるものである必要がある。既に分子配向されているフィラメントはそれ以上の延伸が困難であるからである。
【００４４】
第３に、原反ウェブは、紡糸工程で急冷されたフィラメントからなるものであり、そのフィラメントは、できるだけ非晶質に近い構造であることが必要である。紡糸工程やその後の工程でフィラメントの結晶化が進んでいると、この結晶を破壊して延伸する必要があり、延伸切れが生じ易いからである。
【００４５】
第４に、原反ウェブは、フィラメントが横方向に配列している不織布であり、しかもフィラメントが原反ウェブの一端から他端へと両端部に渡っていることが必要である。通常使用される、ウェブの幅方向（横方向）の両端部を把持する横延伸手段において、横延伸不織布の高強度、高倍率を実現するためには、このようにフィラメントが横方向に配列していることが望ましいからである。ただし、フィラメントが一端から他端へと両端部に渡っていない場合には、後述する、原反ウェブの部分接着後の延伸を適用することができる。
【００４６】
本発明は、高倍率延伸により広幅の横延伸ウェブを得ることを目的としている。しかし、通常の延伸で延伸倍率を上げることは困難であり、延伸倍率を上げても５〜６倍が限度である。その延伸倍率を上げる解決手段としては、本発明では、まず、通常の延伸適温よりＰＥＴでは５℃以上、望ましくは１０℃以上、ＰＰ等の他のポリマーフィラメントでは２０℃以上、望ましくは４０℃以上の高温で、延伸倍率が１．２倍以上、３倍以下の横延伸を行う。延伸適温とは、延伸後の不織布の強度が得られるような延伸に適する温度のことをいう。この工程を、以下では「予備延伸」と称する。その後、通常の延伸適温に降温した後、強度を出す目的の横延伸を行う。この工程を、以下では「本延伸」と称する。このような予備延伸と本延伸の二段階の横延伸により、横方向の延伸倍率が合計７倍以上、８〜１０倍の延伸を簡単に実現することができ、しかも、その延伸の後の横延伸ウェブの強度が通常の延伸の場合と同等もしくはそれ以上の強度を得ることができた。このような高倍率延伸における予備延伸は、分子配向をほとんど伴わないフロー延伸であり、この予備延伸では、ウェブの強度を上げる段階にはつながなっていない。なお、予備延伸における延伸倍率が１．２倍以下である場合には本延伸の高延伸倍率につながらず、また、３倍以上である場合には強度が低下することを実験結果から確認した。
【００４７】
高延伸倍率を可能にする別の方法として、ＰＥＴを主成分とするフィラメントからなるウェブに特に適する延伸ウェブの製法であるが、１００℃以上の熱風温度中で、さらに望ましくは１０５℃以上の熱風温度中でライン速度２０ｍ／ｍｉｎ以上、さらに望ましくはライン速度３０ｍ／ｍｉｎで合計７倍以上に延伸する横延伸ウェブの製法を実験的に確立した。なお、ウェブが１３０℃以上になる温度ではＰＥＴフィラメントが溶融し、ウェブの横方向の引張強度として１．５ｇ／ｄ以上を得ることができなかった。
【００４８】
原反ウェブの幅が狭い場合には、幅の狭い原反ウェブを複数枚並列に配置し、隣り合う２つの原反ウェブの側部同士を予め部分的に接着して複数枚の原反ウェブを１枚のシートにすることによって広幅の原反ウェブを構成する。そして、複数枚の原反ウェブが部分的に接着されてなる幅広の原反ウェブを一方向に走行させて、その原反ウェブを横方向に延伸する。このような方法により、広幅の原反ウェブ中には部分的に接着点があることによる高い強度が得られ、しかも横方向に延伸する前の広幅の原反ウェブを得ることができる。また、複数枚の原反ウェブをその上下方向にに積層させた後、積層された原反ウェブ同士を全体で部分的に接着することにより坪量の大きい原反ウェブとすることもできる。
【００４９】
ウェブの横延伸を工業的な規模での速度で、しかも高倍率、高強度を得ようとしても、ウェブ中に含まれているエアーの加熱が遅れ、ウェブの温度が上がらず、また均一に加熱することもできない。そこで、ウェブが延伸装置に入る前に、そのウェブを目的の延伸温度に均一に加熱する必要があり、そのためには、ウェブに含まれるエアーを、延伸温度の熱風によって延伸温度のエアーに置換することにより、ウェブの温度を延伸装置内で均一な延伸温度に上げることができる。そのようなウェブの予熱手段により、高倍率で高強度の延伸を実現することができた。そのウェブ中における温度の置換手段は、エアー通過性を有するメッシュ状のウェブ搬送手段によってウェブを移送し、ウェブがこの搬送手段によって運ばれる際にウェブ中を熱風が貫通することができるようにしたものであり、そのような置換手段により、ウェブに含まれるエアーを延伸温度のエアーに置換することができる。
【００５０】
上記の搬送手段としては、メッシュロールやメッシュ状のコンベアベルトなどがあり、搬送手段およびウェブを通過する熱風は、搬送手段側に配置された吸引手段による熱風の吸引でも、搬送手段側からの熱風の吹出しでもよく、要は、ウェブ中を熱風が貫通できればよい。
【００５１】
本発明の横延伸を実現できる横延伸装置としては、従来の種々のウェブの横延伸装置を使用することができる。従来のウェブの延伸手段としては、フィルムの横延伸装置として使用されているテンター式延伸装置や、溝ロールを２つ組み合わせてそれらの間でウェブを横延伸する手段（米国特許第４，２２３，０５９号）があり、また、本出願人により出願されている特公平３−３６９４８号公報に記載のプーリー式延伸法も有効である。
【００５２】
本発明の高倍率延伸を実現する手段の一つとして、まず高温で横方向に低延伸倍率の予備延伸を行うが、この延伸は低倍率であり、また、上述の予備加熱装置を使用すれば延伸温度への昇温も考慮する必要がないので、予備延伸を行う横延伸装置は簡便なものでもよく、そのような装置としては、溝ロール式延伸装置や、プーリー式延伸装置が有効である。
【００５３】
また、その予備延伸の後の本延伸においても、横延伸装置として、簡易的な延伸装置で操作性もよいプーリー式延伸装置が特に適する。
【００５４】
テンター方式の延伸装置は、高価であり、広い床面積が必要であるという欠点もあるが、１つの延伸装置の中で延伸温度を変えることも自由であることより、その装置における延伸初期で高温で予備延伸し、その後、延伸適温に降温して延伸できる利点もあり、本発明の実施に利用できる。
【００５５】
原反ウェブの延伸後にその原反ウェブに対して熱処理を行う熱処理ゾーンを設けることは、ウェブの安定性を高めるために有効であり、通常、横延伸の終了後に原反ウェブの両端部を把持したまま原反ウェブを熱処理する熱処理ゾーンを設けることが有効である。
【００５６】
本発明の延伸に必要な加熱は、上記のように通常、熱風が使用されるが、酸化を防ぐ目的等で他の熱媒を使用することも可能である。また、熱水や蒸気は加熱伝熱速度が速いことより有効である。
【００５７】
また、延伸工程で延伸温度を一定に保つためには、ウェブに対して熱媒体を貫通させたり、並流させたりすることにより行う。
【００５８】
本発明は、横延伸不織布およびその製造方法を基本とするが、その延伸倍率は、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や配列手段によって異なる。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い配向度、高強度を達成できる延伸倍率が選択される。
【００５９】
その延伸倍率は、延伸前のウェブに延伸方向に定間隔に入れたマークにより、下記の式を用いて求められる。
【００６０】
〔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〕
【００６１】
この延伸倍率は、通常の長繊維フィラメントヤーンの延伸のように、必ずしもフィラメント１本１本の延伸倍率を意味するものではない。
【００６２】
本発明を構成するフィラメントに適合する強度メンバーとな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、またはこれらの変性樹脂のうちいずれかのものを使用することができる。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できる。
【００６３】
また本発明は、本出願人による国際公開公報ＷＯ９６／１７１２１号に記載の混合紡糸、コンジュゲート紡糸等にも使用することができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００６５】
本発明において、不織布の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、不織布を製造する際における不織布の送り方向を意味し、「横方向」とは、縦方向と直角な方向、すなわち不織布の幅方向を意味する。また、不織布の引張強度して、ＪＩＳ  Ｌ１０９６では切断強度を５センチメートル当たりの切断荷重で表示するが、試験した不織布の坪量が種々なので、不織布の重さからデニールに換算して、１デニール当たりの強度（ｇ／ｄ）で表わしている。
【００６６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の横延伸装置である二段横延伸装置を示す断面図である。
【００６７】
図１に示すように、本実施形態の横延伸装置である二段横延伸装置２１は、予熱装置２２、第１の横延伸装置２３、予熱装置２４および第２の横延伸装置２５から構成されている。予熱装置２２が、横延伸不織布を製造するために用いられる原反ウェブ１の移送方向上流側に配置され、原反ウェブ１の移送方向に沿って予熱装置２２、第１の横延伸装置２３、予熱装置２４および第２の横延伸装置２５がこの順番で並んでいる。この２段横延伸装置２１によって延伸される前の原反ウェブ１は、その横方向に配列している成分の多い未配向フィラメントからなるものである。
【００６８】
第１の横延伸装置２３および第２の横延伸装置２５はそれぞれ、そのような原反ウェブ１を横方向に延伸する場合に好適な延伸装置の一例であり、第１の横延伸装置２３および第２の横延伸装置２５にはそれぞれ、原反ウェブ１を横方向に延伸するための一対のプーリーおよび一対の循環ベルトが備えられている。原反ウェブ１は、紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを、横方向に配列される未配向フィラメントが多くなるようにエアーで散らすことによって製造されたものである。第１の横延伸装置２３では、原反ウェブ１がその延伸適温より５℃以上高い温度で横方向に１．５倍〜３倍に延伸され、この工程を予備延伸と称する。また、第２の横延伸装置２４では、第１の横延伸装置２３で横方向に延伸された原反ウェブ１がさらに横方向に延伸され、原反ウェブ１が横方向に合計７倍以上に延伸される。この第２の横延伸装置２４での工程を本延伸と称する。ここで、原反ウェブ１の延伸適温とは、原反ウェブ１を横方向に延伸する際に原反ウェブ１の横方向の強度が得られるような延伸に適する温度のことであり、第２の横延伸装置２４の本延伸は、原反ウェブ１を横方向に延伸する際に原反ウェブ１の横方向の強度を出す目的で行われる。
【００６９】
図２は、図１に示した二段横延伸装置２１で横延伸不織布を製造するために用いられる原反ウェブ１を作製するための紡糸ノズルを示す平面図である。図３は、図２に示した紡糸ノズルを使用した製造装置の一部をその側面から見た図であり、図４は、図２に示した紡糸ノズルを使用した製造装置の一部をその正面から見た図である。図４では、フィラメントが横に拡がっている状態が示されている。
【００７０】
原反ウェブ１を製造する際には、図２〜図４に示すように、紡糸ノズル３４の紡口３８から、原反ウェブ１を構成するフィラメントの融液３９を下方に向けて吐出させる。紡口３４の周囲には、若干斜めに開けられたエアー孔３０が６個設けられている。エアー孔３０は通常、３〜８個設けられる。それぞれのエアー孔３０から出てきたエアーが、紡口３８から紡出された融液３９と、紡口３８より数センチ〜十数センチ以内で交差し、そのエアーと交差した融液３９が、図３に示される矢印Ａの方向に向かって一方向に走行する帯状のスクリーンメッシュ３２の上方でスパイラル状に回転させられる。
【００７１】
紡口３８およびエアー孔３０よりも下方には別のエアー孔３１ａ，３１ｂが設けられている。エアー孔３１ａ，３１ｂからの互いのエアーが紡口３８の下方で交差するように、エアー孔３１ａ，３１ｂのそれぞれからスクリーンメッシュ３２の進行方向に対して直角方向にエアーを噴射させる。このとき、エアー孔３１ａ，３１ｂから噴射された互いのエアーが紡口３８の下方で衝突して、衝突したエアーがスクリーンメッシュ３２の進行方向に直角に拡がることにより、拡がったエアーの勢いで、スパイラル状に回転された紡出フィラメントがスクリーンメッシュ３２の進行方向に直角に散らされる。その後、散らされたフィラメントが、その下方で走行するスクリーンメッシュ３２上に、横方向に配列した成分を多く含む形で蓄積され、横方向に配列を主体とした不織布である原反ウェブ１が形成される。通常、１個の紡糸ノズル３４では融液３９の散布幅は１００〜３５０ｍｍである。
【００７２】
次に、図１に示した二段横延伸装置２１を構成するそれぞれの装置について説明する。
【００７３】
原反ウェブ１を予め加熱する加熱装置としての予熱装置２２では、筐体１３ａの内部に、網状部材である一対のメッシュ状ロール４ａ，４ｂ、メッシュ状ロール４ａに対応する熱風吹出し口５ａ、およびメッシュ状ロール４ｂに対応する熱風吹出し口５ｂが配置されている。この予熱装置２２には、熱風吹出し口５ａ，５ｂから放出させる熱風を発生させる不図示の熱風発生手段が備えられており、その熱風発生手段や熱風吹出し口５ａ，５ｂなどから第１の予熱手段が構成されている。この第１の予熱手段からの熱風によって、原反ウェブ１が第１の横延伸装置２３に移送される前に原反ウェブ１が予め加熱される。
【００７４】
予熱装置２２の筐体１３ａにおける第１の横延伸装置２３側と反対側の壁部には、筐体１３ａ内に原反ウェブ１を搬入するための搬入口１４が形成されている。また、筐体１３ａの外部における搬入口１４の近傍にはクロスガイド２が配置されている。クロスガイド２は、原反ウェブ１がその移送方向に対して曲がって筐体１３ａ内に入らずに、原反ウェブ１が筐体１３ａ内に真っ直ぐに搬入されるように原反ウェブ１を送るためのものである。クロスガイド２、および筐体１３ａ内のターンロール３ａを通してメッシュ状ロール４ａ，４ｂへと原反ウェブ１が移送される。
【００７５】
メッシュ状ロール４ａ，４ｂはそれぞれ回転可能に支持されている。メッシュ状ロール４ａ，４ｂのそれぞれに巻かれた原反ウェブ１が移送されることにより、原反ウェブ１の移動に伴ってメッシュ状ロール４ａ，４ｂがそれぞれ回転する。これら一対のメッシュ状ロール４ａ，４ｂはそれぞれ、熱風が原反ウェブ１を貫通するように原反ウェブ１にその熱風を吹き付けることにより原反ウェブ１を加熱する際に、原反ウェブ１が膨らむなどして変形しないように、その原反ウェブ１を支持するためのものである。メッシュ状ロール４ａ，４ｂのそれぞれの形状は中空円筒状であり、メッシュ状ロール４ａ，４ｂのそれぞれの壁部は、その壁部に複数の貫通穴が形成されるなどしてメッシュ状になっている。筐体１３ａ内に搬入された原反ウェブ１は、メッシュ状ロール４ａ，４ｂのそれぞれの一部に巻かれた後に第１の横延伸装置２３へと移送される。
【００７６】
原反ウェブ１の一部がメッシュ状ロール４ａに巻かれた際に、原反ウェブ１の、メッシュ状ロール４ａに接している部分に向けて、熱風吹出し口５ａからの熱風が吹き付けられる。これにより、熱風吹出し口５ａからの熱風が原反ウェブ１を貫通し、その熱風によって原反ウェブ１が加熱される。また、この時、原反ウェブ１の内部にあるエアー、すなわち原反ウェブ１を構成するフィラメント同士の間の隙間に存在するエアーが、熱風吹出し口５ａからの熱風に置換される。これにより、原反ウェブ１を速やかに、しかも均一の加熱することができる。
【００７７】
ここでメッシュ状ロール４ａは、原反ウェブ１の、熱風吹出し口５ａからの熱風が吹き付けられる部分におけるその熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接していることで原反ウェブ１を支持しており、また、原反ウェブ１を貫通した熱風はメッシュ状ロール４ａの壁部の貫通穴を通過してメッシュ状ロール４ａ内に流れ込む。これにより、原反ウェブ１が熱風で変形したり、移動したりすることが防止されている。メッシュ状ロール４ａの内部には排気ボックス１０ａが配置されており、熱風吹出し口５ａからの熱風のうち、原反ウェブ１およびメッシュ状ロール４ａの壁部の貫通穴を通過してメッシュ状ロール４ａ内に流れ込む熱風が排気ボックス１０ａを通して吸引される。
【００７８】
同様に、メッシュ状ロール４ｂに原反ウェブ１の一部が巻かれた際に、原反ウェブ１の、メッシュ状ロール４ｂに接している部分に、熱風吹出し口５ｂからの熱風が吹き付けられる。これにより、熱風吹出し口５ｂからの熱風によって原反ウェブ１が加熱される。ここでもメッシュ状ロール４ｂは、原反ウェブ１の、熱風吹出し口５ｂからの熱風が吹き付けられる部分におけるその熱風が吹き付けられる側と反対側の面と接していることで原反ウェブ１を支持しており、また、原反ウェブ１を貫通した熱風はメッシュ状ロール４ｂの壁部の貫通穴を通過してメッシュ状ロール４ｂ内に流れ込む。これにより、原反ウェブ１が熱風で変形したり、移動したりすることが防止されている。
【００７９】
メッシュ状ロール４ｂの内部には排気ボックス１０ｂが配置されており、熱風吹出し口５ｂからの熱風のうち、原反ウェブ１およびメッシュ状ロール４ｂの壁部の貫通穴を通過してメッシュ状ロール４ｂ内に流れ込む熱風が排気ボックス１０ｂを通して吸引される。排気ボックス１０ａ，１０ｂのそれぞれを通して吸引された熱風は通気管を通して筐体１３ａの外部に排出される。
【００８０】
図５は、図１に示した第１の横延伸装置２３の構成を示す斜視図である。
【００８１】
図５に示すように第１の横延伸装置２３は、筐体１３ｂと、筐体１３ｂによって覆われた左右一対の延伸プーリー６ａ，６ｂおよび循環ベルト８ａ，８ｂ等から構成されている。また、それら左右一対の延伸プーリー６ａ，６ｂおよび循環ベルト８ａ，８ｂや、延伸プーリー６ａ，６ｂを回転させる駆動手段等から、原反ウェブ１をその延伸適温よりも５℃以上高い温度で横方向に１．２倍から３倍に延伸する第１の延伸手段が構成されている。左右一対の延伸プーリー６ａ，６ｂは、同一の周速をもっていて、原反ウェブ１の移送方向に対して上流から下流に向かって広がる軌道、すなわち末広がりの軌道を左右一対の延伸プーリー６ａ，６ｂの外周が持つように、中心線を隔てて左右対称に配置されている。
【００８２】
一対の延伸プーリー６ａ，６ｂのそれぞれの外周面にはベルト溝が形成されており、延伸プーリー６ａのベルト溝に循環ベルト８ａがはめ込まれ、延伸プーリー６ｂのベルト溝に循環ベルト８ｂがはめ込まれている。一対の延伸プーリー６ａ，６ｂの作る末広がり軌道における延伸プーリー６ａの外周面の軌道上を循環ベルト８ａ（またはロープ）の一部が循環するようにローラ７ａ〜７ｄによって循環ベルト８ａが張られている。また、その末広がり軌道における延伸プーリー６ｂの外周面の軌道上を循環ベルト（またはロープ）８ｂの一部が循環するようにローラ７ｅ〜７ｈよって循環ベルト８ｂが張られている。
【００８３】
このような第１の横延伸装置２３では、予熱装置２２からの未配向フィラメントよりなる原反ウェブ１が、筐体１３ｂ内のターンロール３ｂ，３ｃを経て、一対の延伸プーリー６ａ，６ｂにおける延伸プーリー６ａと６ｂとの間隔が一番狭くなっている個所に導入される。予熱装置２２から延伸プーリー６ａ，６ｂに導かれた原反ウェブ１は、原反ウェブ１の横方向一端部が延伸プーリー６ａのベルト溝と循環ベルト８ａとの間に把持され、他端部が延伸プーリー６ｂのベルト溝と循環ベルト８ｂとの間に把持されて搬送される。このように延伸プーリー６ａ，６ｂおよび循環ベルト８ａ，８ｂによって原反ウェブ１の幅方向両端部が挟まれつつ原反ウェブ１が送られ、延伸プーリー６ａ，６ｂの作る末広がり軌道上で、原反ウェブ１の両端部の間の距離が大きくなるように両端部のそれぞれが引張られることにより原反ウェブ１が横方向に１．２倍〜３倍に延伸される。そして、横方向に延伸された原反ウェブ１は、延伸プーリー６ａ，６ｂの軌道の一番広がった所で延伸プーリー６ａ，６ｂおよび循環ベルト８ａ，８ｂから離れ、筐体１３ｂ内のターンロール３ｄを経て筐体１３ｂの外部へと移送される。このようにして第１の横延伸装置２３で横方向に１．２倍〜３倍に延伸された原反ウェブ１は予熱装置２４へと移送される。
【００８４】
また、筐体１３ｂの底部には熱風吹出し口１１が設けられている。さらに、原反ウェブ１の、延伸プーリー６ａ，６ｂおよび循環ベルト８ａ，８ｂによって両端部が把持された部分における移送方向上流側の部分の近傍には、原反ウェブ１のその移送方向上流側の部分に向けて熱風を吹き付けるための熱風吹出し口５ｃが配置されている。これらの熱風吹出し口１１，５ｃ、および熱風吹出し口１１，５ｃから放出させるための熱風を発生させる熱風発生手段などから、原反ウェブ１をその延伸適温よりも５℃以上高い温度に加熱する第１の加熱手段が構成されている。
【００８５】
熱風吹出し口１１は、筐体１３ｂの外部から、筐体１３ｂの内部における延伸プーリー６ａと６ｂとの間の空間を通して原反ウェブ１に向けて熱風を吹き付けるためのものである。熱風吹出し口１１からの熱風が原反ウェブ１を貫通するように、熱風吹出し口１１より筐体１３ｂ内に熱風が放出されている。このように、熱風吹出し口１１からの熱風が原反ウェブ１を貫通するようにその熱風を原反ウェブ１に吹き付けることにより、原反ウェブ１を加熱する際に熱効率が高くなる。
【００８６】
熱風吹出し口５ｃからも、そこからの熱風が原反ウェブ１を貫通するように、原反ウェブ１に向けて熱風が放出される。熱風吹出し口１１，５ｃからのそれぞれの熱風によって、原反ウェブ１がその延伸適温よりも５℃以上高い温度に加熱される。
【００８７】
そして、原反ウェブ１の、熱風吹出し口１１からの熱風が吹き付けられる部分における熱風吹出し口１１側と反対側には、排気ボックス１０ｃ，１０ｄが配置されている。排気ボックス１０ｃは、熱風吹出し口５ｃから原反ウェブ１の移送方向下流側に所定の距離だけ離れた位置に配置され、排気ボックス１０ｄは、排気ボックス１０ｃから原反ウェブ１の移送方向下流側に所定の距離だけ離れた位置に配置されている。排気ボックス１０ｃ，１０ｄによって、熱風吹出し口１１からの熱風のうち原反ウェブ１を貫通した熱風が吸引される。ターンロール３ｄの下方にも排気ボックス１０ｅが配置されており、排気ボックス１０ｅからも筐体１３ｄ内の空気が吸引され、特に延伸プーリー６ａと６ｂとの間から筐体１３ｂ内の下部に流れ込んだ高温の空気が排気ボックス１０ｅによって吸引される。
【００８８】
第２の横延伸装置２５で原反ウェブ１を延伸する前に原反ウェブ１を予め加熱する加熱装置としての予熱装置２４では、筐体１３ｃの内部に、４つのターンロール３ｅにより張られて一方向に走行するように支持された、網状部材であるメッシュ状のコンベアメッシュベルト９が配置されている。コンベアメッシュベルト９は、第１の横延伸装置２３からの原反ウェブ１に筐体１３ｃ内で熱風を吹き付ける際に、その熱風によって原反ウェブ１が膨らんだりして変形しないように原反ウェブ１を支持しつつ、その原反ウェブ１を第２の横延伸装置２５に向けて搬送するためのものである。コンベアメッシュベルト９上の原反ウェブ１を熱風が貫通するように原反ウェブ１には熱風が吹き付けられ、原反ウェブ１を貫通した熱風がさらにコンベアメッシュベルト９の穴を通過する。
【００８９】
原反ウェブ１の、コンベアメッシュベルト９上の部分の上方には、原反ウェブ１の移送方向に沿って並ぶ複数の熱風吹出し口５ｄが配置されている。複数の熱風吹出し口５ｄと、それぞれの熱風吹出し口５ｄから放出させるための熱風を発生させる熱風発生手段などとから第２の予熱手段が構成されている。そして、コンベアメッシュベルト９の内側には、それぞれの熱風吹出し口５ｄに対応する吸引ボックス１０ｅが複数配置されている。
【００９０】
それぞれの熱風吹出し口５ｄからの熱風が原反ウェブ１を貫通するように、それらの熱風が原反ウェブ１の、コンベアメッシュベルト９上の部分に向けて吹き付けられることによって原反ウェブ１が加熱される。それぞれの熱風吹出し口５ｄからの熱風が、原反ウェブ１およびコンベアメッシュベルト９の貫通穴を通してそれぞれの吸引ボックス１０ｅにより吸引される。
【００９１】
ここで、コンベアメッシュベルト９は、原反ウェブ１の、それぞれの熱風吹出し口５ｄからの熱風が吹き付けられる部分におけるその熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接していることで原反ウェブ１を支持している。これにより、原反ウェブ１が熱風で変形したり、移動したりすることが防止されている。原反ウェブ１の、予熱装置２４により加熱された部分は、さらに第２の横延伸装置２５内へと移送される。
【００９２】
図６は、図１に示した第２の横延伸装置２５の構成を示す斜視図である。
【００９３】
図６に示すように第２の横延伸装置２５は、原反ウェブ１を横方向に延伸する機構が第１の横延伸装置２３と同様であり、第２の横延伸装置２５には、原反ウェブ１を横方向に延伸するための、一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄ、およびそれぞれの延伸プーリーに対応する循環ベルト８ｃ，８ｄが備えられている。この第２の横延伸装置２５においては、原反ウェブ１の横方向の延伸倍率や、第２の横延伸装置２５内で原反ウェブ１を加熱するための加熱手段が、第１の横延伸装置２３とは異なっている。
【００９４】
第２の横延伸装置２５では、筐体１３ｄの内部に、一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄと、延伸プーリー６ｃに対応する循環ベルト８ｃと、延伸プーリー６ｄに対応する循環ベルト８ｄとが配置されている。それら左右一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄおよび循環ベルト８ｃ，８ｄや、延伸プーリー６ｃ，６ｄを回転させる駆動手段等から、第１の横延伸装置２３により横方向に延伸された原反ウェブ１をその延伸適温でさらに横方向に延伸するための第２の延伸手段が構成されている。この第２の延伸手段によって原反ウェブ１がさらに延伸されることにより、原反ウェブ１が、第１の横延伸装置２３で延伸される前の状態から横方向に合計７倍以上に延伸される。
【００９５】
左右一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄは、同一の周速をもっていて、原反ウェブ１の移送方向に対して上流から下流に向かって広がる軌道、すなわち末広がりの軌道を左右一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄの外周が持つように、中心線を隔てて左右対称に配置されている。
【００９６】
一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄのそれぞれの外周面にはベルト溝が形成されており、延伸プーリー６ｃのベルト溝に循環ベルト８ｃがはめ込まれ、延伸プーリー６ｄのベルト溝に循環ベルト８ｄがはめ込まれている。一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄの作る末広がり軌道における延伸プーリー６ｃの外周面の軌道上を循環ベルト８ｃ（またはロープ）の一部が循環するようにローラ７ｉ〜７ｌによって循環ベルト８ｃが張られている。また、その末広がり軌道における延伸プーリー６ｄの外周面の軌道上を循環ベルト（またはロープ）８ｄの一部が循環するようにローラ７ｍ〜７ｐよって循環ベルト８ｄが張られている。
【００９７】
延伸プーリー６ｃ，６ｄで構成される末広がり軌道の入口幅は、第１の横延伸装置２３における延伸プーリー６ａ，６ｂで構成される末広がり軌道の出口幅と同じなっている。そして、延伸プーリー６ｃ，６ｄの末広がり軌道の入口幅よりもその末広がり軌道の出口幅が広くなるように、延伸プーリー６ｃ，６ｄをハの字形に対向配置させることにより、第１の横延伸装置２３からの原反ウェブ１をさらに横延伸するための末広がり軌道が構成されている。
【００９８】
このような第２の横延伸装置２５では、予熱装置２４からの原反ウェブ１が、筐体１３ｄ内のターンロール３ｆを経て、一対の延伸プーリー６ｃ，６ｄにおける延伸プーリー６ｃと６ｄとの間隔が一番狭くなっている個所に導かれる。予熱装置２４から延伸プーリー６ｃ，６ｄに導かれた原反ウェブ１は、延伸プーリー６ｃと循環ベルト８ｃ、および延伸プーリー６ｄと循環ベルト８ｄで原反ウェブ１の幅方向両端部を挟まれつつ送られ、延伸プーリー６ｃ，６ｄの作る軌道により横方向に延伸される。上述したように、第１の横延伸装置２３によって原反ウェブ１が横方向に延伸される前の状態から、原反ウェブ１が横方向に合計７倍以上に延伸されるように、第２の横延伸装置２５によって原反ウェブ１が横方向に延伸され、これにより、原反ウェブ１が横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布１２が製造される。製造された横延伸不織布１２は、延伸プーリー６ｃ，６ｄの軌道の一番広がった所で延伸プーリー６ｃ，６ｄおよび循環ベルト８ｃ，８ｄから離れ、筐体１３ｄ内のターンロール３ｇを経て筐体１３ｄの外部へと移送される。
【００９９】
上述したように、予備延伸を行う第１の横延伸装置２３では、熱風吹出し口１１からの熱風が原反ウェブ１を貫通するように原反ウェブ１に向けて熱風を吹き付けて原反ウェブ１を加熱するが、本延伸を行う第２の横延伸装置２５では、原反ウェブ１の流れに沿って原反ウェブ１に熱風を吹き付けることで原反ウェブ１を加熱する。この第２の横延伸装置２５の筐体１３ｄの内部には熱風吹出し口５ｅ〜５ｇの３つの吹出し口が設けられている。これらの熱風吹出し口５ｅ〜５ｇ、および熱風吹出し口５ｅ〜５ｇから放出させるための熱風を発生させる熱風発生手段などから、原反ウェブ１をその延伸適温に加熱する第２の加熱手段が構成されている。
【０１００】
熱風吹出し口５ｅは、ターンロール３ｆの近傍、かつ原反ウェブ１の延伸プーリー６ｃ，６ｄ側の面側に配置されている。熱風吹出し口５ｅから放出された熱風が、ターンロール３ｆの近傍から、原反ウェブ１の延伸プーリー６ｃ，６ｄ側の面に沿って原反ウェブ１の移送方向へと流れるように、原反ウェブ１に向けて熱風吹出し口５ｅから熱風が吹き付けられる。筐体１３ｄ内の下部には吸引ボックス１０ｉが配置されており、熱風吹出し口５ｅから放出されて原反ウェブ１の延伸プーリー６ｃ，６ｄ側の面に沿って流れた熱風のうち、筐体１３ｄ内の底部付近に流れ込んだ熱風が吸引ボックス１０ｉによって吸引される。
【０１０１】
熱風吹出し口５ｆは、原反ウェブ１の、両端が延伸プーリー６ｃ，６ｄおよび循環ベルト８ｃ，８ｄによって把持された部分における原反ウェブ１の移送方向上流側の部分の近傍、かつ、原反ウェブ１の循環ベルト８ｃ，８ｄ側の面側に配置されている。熱風吹出し口５ｆからの熱風が原反ウェブ１の移送方向上流側に向かって流れるように、熱風吹出し口５ｆより、原反ウェブ１の表面に対して斜めに原反ウェブ１に向けて熱風が吹き付けられている。
【０１０２】
熱風吹出し口５ｇは、原反ウェブ１の、両端が延伸プーリー６ｃ，６ｄおよび循環ベルト８ｃ，８ｄによって把持された部分における上部の近傍、かつ原反ウェブ１の循環ベルト８ｃ，８ｄ側の面側に配置されている。熱風吹出し口５ｇからの熱風が、原反ウェブ１の移送方向下流側に向かう方向に原反ウェブ１の表面に沿って流れるように、熱風吹出し口５ｆより熱風が放出されている。
【０１０３】
筐体１３ｄの内部における原反ウェブ１の循環ベルト８ｃ，８ｄ側の空間では、熱風吹出し口５ｇよりも原反ウェブ１の移送方向上流側の空間にある空気が、熱風吹出し口５ｇの近傍に配置された吸引ボックス１０ｆにより吸引される。また、筐体１３ｄの内部における原反ウェブ１の循環ベルト８ｃ，８ｄ側の空間では、熱風吹出し口５ｇよりも原反ウェブ１の移送方向下流側の空間の空気が、互いに所定の間隔を置いて配置された吸引ボックス１０ｇ，１０ｈによって吸引される。
【０１０４】
第１の横延伸装置２３では、熱風吹出し口１１からの熱風が原反ウェブ１を貫通するように原反ウェブ１に向けて熱風を吹き付けて原反ウェブ１を加熱し、第２の横延伸装置２５では、原反ウェブ１の流れに沿って原反ウェブ１に熱風を吹き付けることで原反ウェブ１を加熱するが、第１の横延伸装置２３と第２の横延伸装置２５とで、原反ウェブ１を加熱する構成が逆になっていてもよい。すなわち、第１の横延伸装置２３では、原反ウェブ１の流れに沿って原反ウェブ１に熱風を吹き付けて原反ウェブ１を加熱し、第２の横延伸装置２５では、熱風が原反ウェブ１を貫通するように原反ウェブ１の下方から熱風を吹き付けると共に、原反ウェブ１の上方で熱風を吸引する熱風貫通型の方法により原反ウェブ１を加熱してもよい。あるいは、第１の横延伸装置２３および第２の横延伸装置２５の両方で、熱風貫通型の方法により原反ウェブ１を加熱してもよいし、または、それら両方の装置で、原反ウェブ１の流れに沿って熱風を吹き付ける方法よって原反ウェブ１を加熱してもよい。
【０１０５】
さらに、本実施形態では第１の横延伸装置２３および第２の横延伸装置２５のそれぞれで、熱風により原反ウェブ１を加熱しているが、熱風の代わりに、温浴または赤外線等で原反ウェブ１を加熱してもよい。
【０１０６】
以上で説明したように本実施形態の二段横延伸装置２５では、未配向のフィラメントからなる原反ウェブ１が、予熱装置２２、および第１の横延伸装置２３の加熱手段によって延伸適温よりも５℃以上高い温度に加熱され、加熱された原反ウェブ１が第１の横延伸装置２３で横方向に１．２倍〜３倍に延伸される。この予備延伸の工程では、原反ウェブ１を構成するフィラメントの分子配向をほとんど伴わなわずにそのフィラメントが延伸される。この時、原反ウェブの強度を上げる段階には至っていない。次に、第１の横延伸装置２３で横方向に１．２倍〜３倍に延伸された原反ウェブ１が予熱装置２４、および第２の横延伸装置２５の加熱手段によって延伸適温に加熱され、加熱された原反ウェブ１が第２の横延伸装置２５において延伸適温でさらに横方向に延伸される。この本延伸の工程により、第１の横延伸装置２３で延伸される前の状態から原反ウェブ１が横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布１２が製造される。この本延伸の工程は、原反ウェブ１を構成するフィラメントの分子配向を伴っていて、この工程によって、原反ウェブ１が延伸されてなる横延伸不織布１２の横方向の引張強度を１．５ｇ／ｄ以上とすることができる。
【０１０７】
このような二段横延伸装置２１を用いて横延伸不織布１２を製造することによって、原反ウェブ１の延伸適温で原反ウェブ１がその横方向に高い倍率で延伸され、また、横延伸不織布１２の横方向の引張強度として、延伸適温における通常の延伸の場合と同等、もしくはそれ以上の強度を得ることができる。その結果、これらの２段階の延伸を行う横延伸装置によって、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で延伸された横延伸不織布１２を広幅ウェブとして製造することができる。よって、横延伸不織布１２の生産効率を上げ、広幅ウェブとしての横延伸不織布１２の製造単価を下げることが可能となる。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布１２を製造することができるので、ウェブの用途面においても適応性の広い横延伸不織布１２を得ることが可能となる。
【０１０８】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施形態の横延伸装置について説明するための図である。図７（ａ）が、横延伸装置の内部をその上面側から見た図であり、図７（ｂ）が、横延伸装置の内部をその側面側から見た図である。本実施形態の横延伸装置は、原反ウェブの横方向の両端部を一平面内で把持してその原反ウェブを横方向に延伸する、いわゆるテンター方式を用いたものである。
【０１０９】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように本実施形態の横延伸装置では、筐体５３の内部に、原反ウェブ１を横方向に延伸するために走行する一対のチェーン５６ａ，５６ｂが配置されている。筐体５３の内部は、水平方向に対して垂直な方向に延びる内壁５４によって、高温加熱室５８および低温加熱室５９の２つの部屋に区分けされている。高温加熱室５８が、予備延伸を行うための第１の横延伸部４３の部屋であり、低温加熱室５９が、本延伸を行うための第２の横延伸部４５の部屋である。
【０１１０】
筐体５３における高温加熱室５８を構成する側壁部のうち、内壁５４に対向する側壁部のほぼ中央には、高温加熱室５８内に原反ウェブ１を送り込むための搬入口５５ａが形成されている。内壁５４にも、高温加熱室５８で予備延伸された原反ウェブ１を高温加熱室５８内から低温加熱室５９内に送り込むための開口部５４ａが形成されている。さらに、筐体５３における低温加熱室５９を構成する側壁部のうち、内壁５４に対向する側壁部には、低温加熱室５９内で原反ウェブ１が本延伸されて製造された横延伸ウェブ１２を、低温加熱室５９の内部からその外部へと送り出すための搬出口５５ｂが形成されている。原反ウェブ１が高温加熱室５８内および低温加熱室５９内をこの順番で通過するように原反ウェブ１が一方向に移送され、高温加熱室５８内および低温加熱室５９内のそれぞれで原反ウェブ１がその幅方向、すなわち横方向に延伸される。
【０１１１】
さらに本実施形態の横延伸装置には、高温加熱室５８内で原反ウェブ１をその延伸適温よりも５℃以上高い温度に加熱する不図示の第１の加熱手段と、低温加熱室５９内で原反ウェブ１をその延伸適温にするための第２の加熱手段とが備えられている。このような横延伸装置では、その装置における原反ウェブ１の移送方向上流側の端面から内壁５４までの部分が、原反ウェブ１の延伸適温より高温で原反ウェブ１の予備延伸を行う第１の横延伸部４３となっている。また、この横延伸装置における内壁５４から、原反ウェブ１の移送方向下流側の端面までの部分が、延伸適温で原反ウェブ１の延伸を行う第２の横延伸部４５となっている。
【０１１２】
チェーン５６ａ，５６ｂは、原反ウェブ１の移送方向に対して垂直な方向、かつ原反ウェブ１と平行な方向に並んでおり、チェーン５６ａ，５６ｂは共に、原反ウェブ１とほぼ平行な一平面内で走行する。チェーン５６ａは、高温加熱室５８内に配置されたチェーンホイール５７ａと、低温加熱室５９内に配置されたチェーンホイール５７ｂ〜５７ｄとによって張られている。また、チェーン５６ｂは、高温加熱室５８内に配置されたチェーンホイール５７ｅと、低温加熱室５９内に配置されたチェーンホイール５７ｆ〜５７ｈによって張られている。
【０１１３】
チェーン５６ａにおけるチェーンホイール５７ａと５７ｂとの間の部分、およびチェーンホイール５７ａと５７ｄとの間の部分や、チェーン５６ｂにおけるチェーンホイール５７ｅと５７ｆとの間の部分、およびチェーンホイール５７ｅと５７ｈとの間の部分はそれぞれ、原反ウェブ１の移送方向に対して斜めに傾いている。また、チェーン５６ａ，５６ｂのそれらの部分は、内壁５４の開口部５４ａを通っていて高温加熱室５８および低温加熱室５９のそれぞれの内部に配置されている。そして、チェーン５６ａにおけるチェーンホイール５７ａと５７ｂとの間の部分と、チェーン５６ｂにおけるチェーンホイール５７ｅと５７ｆとの間の部分とは、それらの部分の互いの間隔が原反ウェブ１の移送方向下流側に向かって徐々に広くなるように向かい合っている。
【０１１４】
一方、チェーン５６ａにおけるチェーンホイール５７ｄと５７ｃとの間の部分、およびチェーン５６ｂにおけるチェーンホイール５７ｈと５７ｇとの間の部分は、それらの部分同士が互いに対向するように、原反ウェブ１の移送方向とほぼ平行な方向に沿って走行する。従って、チェーン５６ａ，５６ｂでは、原反ウェブ１の移送方向下流側の端部を除いた部分が、原反ウェブ１の移送方向下流側に向かってチェーン５６ａと５６ｂとの間隔が徐々に広くなるように傾斜した状態で原反ウェブ１の移送方向に対して斜めに走行する。
【０１１５】
図７（ｂ）に示すように、チェーン５６ａの上面には、その面から上方に向かって延びる複数のピン５２がチェーン５６ａに沿って形成されている。これらのピン５２は、原反ウェブ１のチェーン５６ａ側の端部を貫通することでその端部を把持するためのものである。同様に、チェーン５６ｂの上面には、その面から上方に向かって延びる複数のピンがチェーン５６ｂに沿って形成されている。それらのピンは、原反ウェブ１のチェーン５６ｂ側の端部を貫通することでその端部を把持するためのものである。
【０１１６】
チェーン５６ａ，５６ｂのそれぞれのピンによって、原反ウェブ１の幅方向両端部がそれぞれ把持されつつ、チェーン５６ａ，５６ｂの走行に伴って原反ウェブ１が移送される。このようにチェーン５６ａ，５６ｂによって原反ウェブ１が移送される際に、第１の横延伸部４３の高温加熱室５８内では、原反ウェブ１がその延伸適温より５℃以上高い温度に加熱されてチェーン５６ａ，５６ｂによって横方向に１．２倍〜３倍に延伸される。また、第２の横延伸部４５の低温加熱室９８では、原反ウェブ１がその延伸適温で、チェーン５６ａ，５６ｂのそれぞれの傾斜した部分によってさらに横方向に延伸される。
【０１１７】
従って、チェーン５６ａ，５６ｂ、およびそれらのチェーンに形成されたピンの、第１の横延伸部４３内で原反ウェブ１の両端を把持している部分によって、原反ウェブ１を横方向に１．２倍〜３倍に延伸するための第１の延伸手段が構成されている。また、チェーン５６ａ，５６ｂ、およびそれらのチェーンに形成されたピンの、第２の横延伸部４５内で原反ウェブ１の両端を把持している部分によって、原反ウェブ１を横方向にさらに延伸して本延伸を行うための第２の延伸手段が構成されている。このように第１の横延伸部４３および第２の横延伸部４５のそれぞれで原反ウェブ１が横方向に延伸されることにより、原反ウェブ１が、第１の横延伸部４３で延伸される前の状態から横方向に合計７倍以上に延伸される。その結果、原反ウェブ１が横方向に延伸されてなり、横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄである横延伸不織布１２が製造される。
【０１１８】
本実施形態では、チェーン５６ａにおけるチェーンホイール５７ａと５７ｂとの間の部分、およびチェーン５６ｂにおけるチェーンホイール５７ｅと５７ｆとの間の部分がそれぞれ直線状に延びているが、第１の横延伸部４３における原反ウェブ１の延伸倍率に対して、第２の横延伸部４５における原反ウェブ１の延伸倍率を所定の値に設定するように、図７に示されるチェーンホイールとは別のチェーンホイールを、この横延伸装置に新たに加えてもよい。具体的には、チェーン５６ａの、チェーンホイール５７ａと５７ｄとの間の部分における開口部５４ａの近傍に位置する部分に、そのチェーン５６ａの内側または外側から接するチェーンホイールを新たに設けると共に、チェーン５６ｂの、チェーンホイール５７ｅと５７ｈとの間の部分における開口部５４ａの近傍に位置する部分に、そのチェーン５６ｂの内側または外側から接するチェーンホイールを新たに設けることにより、第１の横延伸部４３の延伸倍率と第２の横延伸部４５の延伸倍率との比率を所定の値に設定することができる。
【０１１９】
また、図７では、原反ウェブ１を加熱するための装置が示されていないが、本実施形態の横延伸装置においても、第１の実施形態における第１の横延伸装置２３で用いた加熱方法のように、原反ウェブ１を熱風が貫通するように原反ウェブ１に向けて熱風を吹き付け、原反ウェブ１を貫通した熱風を吸引してもよい。あるいは、第１の実施形態における第２の横延伸装置２５で用いた加熱方法のように、原反ウェブ１の移送方向に沿うように原反ウェブ１に熱風を吹き付けてもよい。これらの加熱方法は、第１の横延伸部４３または第２の横延伸部４５のいずれか一方で、熱風を貫通させる方法を用い、他方で、原反ウェブ１の移送方向に沿って熱風を吹き付ける方法を用いてもよいし、第１の横延伸部４３および第２の横延伸部４５の両方で、熱風を貫通させる方法、または原反ウェブ１の移送方向に沿って熱風を吹き付ける方法のいずれか一方を用いてもよい。
【０１２０】
さらに、本実施形態の横延伸装置では、一対のチェーン５６ａ，５６ｂのみを用いて、予備延伸を行う第１の横延伸部４３、および本延伸を行う第２の横延伸部４５を構成したが、予備延伸および本延伸のそれぞれで、別々のチェーン対を用いてもよい。すなわち、図７に示されるチェーン５６ａ，５６ｂ、およびそれらのチェーンを支持するチェーンホイール５７ａ〜５７ｈを予備延伸で用い、それらとは異なる一対のチェーンおよびチェーンホイールを本延伸で用いてもよい。従って、延伸倍率が異なる、テンター方式の横延伸装置を原反ウェブ１の移送方向に沿って２つ並べ、二段の延伸が行われる横延伸装置を構成してもよい。この場合、それら２つのテンター式横延伸装置のうち原反ウェブ１の移送方向上流側の装置で予備延伸を行い、その移送方向下流側の装置で本延伸を行うように二段横延伸装置を構成する。
【０１２１】
本発明の横延伸不織布を製造する際に用いられる原反ウェブ１としては、種々の不織布を使用できるが、原反ウェブ１を延伸してなる横延伸不織布１２の高強度、およびその原反ウェブ１の高延伸倍率を実現する必要があることより、特に次の条件を満足する不織布であることが望ましい。
【０１２２】
まず、第１に、原反ウェブ１を構成するフィラメントの径が３０μｍ以下、望ましくは２０μｍ以下であることが必要である。本発明の横延伸不織布１２は、その強度の面でも、風合いの面でも布としての性質が求められるものであり、延伸後のフィラメント径が２０μｍ以下のフィラメントから構成されている必要があり、そのためには、延伸される前の原反ウェブ１のフィラメントの径は３０μｍ以下である必要がある。
【０１２３】
第２に、原反ウェブ１が、実質的に分子配向をしていないフィラメントからなるものである必要がある。既に分子配向されているフィラメントはそれ以上の延伸が困難であるからである。
【０１２４】
第３に、原反ウェブ１は、紡糸工程で急冷されたフィラメントからなるものであり、そのフィラメントは、できるだけ非晶質に近い構造であることが必要である。紡糸工程やその後の工程でフィラメントの結晶化が進んでいると、この結晶を破壊して延伸する必要があり、延伸切れが生じ易いからである。
【０１２５】
第４に、原反ウェブ１は、フィラメントが横方向に配列している不織布であり、しかもフィラメントが原反ウェブ１の一端から他端へと両端部に渡っていることが必要である。通常使用される、ウェブの幅方向（横方向）の両端部を把持する横延伸手段において、横延伸不織布の高強度、高倍率を実現するためには、このようにフィラメントが横方向に配列していることが望ましいからである。ただし、フィラメントが一端から他端へと両端部に渡っていない場合には、後述する、原反ウェブ１の部分接着後の延伸を適用することができる。
【０１２６】
本発明は、高倍率延伸により広幅の横延伸ウェブを得ることを目的としている。従来の技術では、原反ウェブを横方向に延伸する際に延伸倍率を上げることは困難であり、延伸倍率を上げても５〜６倍が限度である。その延伸倍率を上げる解決手段としては、上述したように本発明では、まず、通常の延伸適温よりポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）では５℃以上、望ましくは１０℃以上、ポリプロピレン（ＰＰ）等の他のポリマーフィラメントでは２０℃以上、望ましくは４０℃以上の高温で、延伸倍率が１．２倍以上、３倍以下の横延伸（予備延伸）を行う。その後、通常の延伸適温に降温した後、強度を出す目的の横延伸（本延伸）を行う。このような予備延伸と本延伸の二段階の横延伸により、合計７倍以上、８〜１０倍の延伸を簡単に実現することができ、しかも、その延伸の後の横延伸ウェブの強度が通常の延伸の場合と同等もしくはそれ以上の強度を得ることができた。このような高倍率延伸における予備延伸は、分子配向をほとんど伴わないフロー延伸であり、この予備延伸では、ウェブの強度を上げる段階にはつながなっていない。なお、予備延伸における延伸倍率が１．２倍以下である場合には本延伸の高延伸倍率につながらず、また、３倍以上である場合には強度が低下することを実験結果から確認した。
【０１２７】
（その他の実施形態）
高延伸倍率を可能にする別の方法として、ＰＥＴを主成分とする未配向のフィラメントからなる原反ウェブに特に適する延伸ウェブの製法であるが、１００℃以上の熱風温度中で、さらに望ましくは１０５℃以上の熱風温度中でライン速度２０ｍ／ｍｉｎ以上、さらに望ましくはライン速度３０ｍ／ｍｉｎで原反ウェブを移送しつつ、その原反ウェブを横方向に合計７倍以上に延伸する横延伸不織布の製法を実験的に確立した。これにより、ＰＥＴフィラメントからなる横延伸不織布として、横方向の延伸倍率が合計７倍以上であり、かつ、横方向の引張強度が１．５ｇ／ｄ以上の横延伸ウェブを製造することができた。なお、その原反ウェブが１３０℃以上になる温度ではＰＥＴフィラメントが溶融し、ウェブの横方向の引張強度として１．５ｇ／ｄ以上を得ることができなかった。
【０１２８】
原反ウェブの幅が狭い場合には、幅の狭い原反ウェブを複数枚並列に配置し、隣り合う２つの原反ウェブの側部同士を予め部分的に接着することで複数枚の原反ウェブを１枚のシートにすることによって、広幅の原反ウェブを構成する。そして、複数枚の原反ウェブが部分的に接着されてなる幅広の原反ウェブを一方向に走行させて、その原反ウェブを横方向に延伸する。このような方法により、広幅の原反ウェブ中には部分的に接着点があることによる高い強度が得られ、しかも横方向に延伸する前の広幅の原反ウェブを得ることができる。また、複数枚の原反ウェブをその上下方向にに積層させた後、積層された原反ウェブ同士を全体で部分的に接着することにより坪量の大きい原反ウェブとすることもできる。
【０１２９】
ウェブの横延伸を工業的な規模での速度で、しかも高倍率、高強度を得ようとしても、ウェブ中に含まれているエアーの加熱が遅れ、ウェブの温度が上がらず、また均一に加熱することもできない。そこで、第１の実施形態の二段延伸装置２１のように、原反ウェブ１が第１の横延伸装置２３または第２の横延伸装置２５に入る前に、原反ウェブ１を目的の延伸温度に均一に加熱する必要があり、そのためには、原反ウェブ１内に含まれるエアーを、延伸温度の熱風によって延伸温度のエアーに置換することにより、ウェブの温度を第１の横延伸装置２３内または第２の横延伸装置２５内で均一な延伸温度に上げることができる。そのようなウェブの予熱手段により、高倍率で高強度の延伸を実現することができた。そのウェブ中における温度の置換手段は、エアー通過性を有するメッシュ状のウェブ搬送手段によってウェブを移送し、ウェブがこの搬送手段によって運ばれる際にウェブ中を熱風が貫通することができるようにしたものであり、そのような置換手段により、ウェブに含まれるエアーを延伸温度のエアーに置換することができる。
【０１３０】
上記の搬送手段としては、メッシュロールやメッシュ状のコンベアベルトなどがあり、搬送手段およびウェブを通過する熱風は、搬送手段側に配置された吸引手段による熱風の吸引でも、搬送手段側からの熱風の吹出しでもよく、要は、ウェブ中を熱風が貫通できればよい。
【０１３１】
本発明の横延伸を実現できる横延伸装置としては、従来の種々のウェブの横延伸装置を使用することができる。従来のウェブの延伸手段としては、フィルムの横延伸装置として使用されているテンター式延伸装置や、溝ロールを２つ組み合わせてそれらの間でウェブを横延伸する手段（米国特許第４，２２３，０５９号）があり、また、第１の実施形態で用いた、本出願人により出願されている特公平３−３６９４８号公報に記載のプーリー式延伸法が有効である。
【０１３２】
本発明の高倍率延伸を実現する手段の一つとして、まず高温で横方向に低延伸倍率の予備延伸を行うが、この延伸は低倍率であり、また、上述の予備加熱装置を使用すれば延伸温度への昇温も考慮する必要がないので、予備延伸を行う横延伸装置は簡便なものでもよく、そのような装置としては、溝ロール式延伸装置や、プーリー式延伸装置が有効である。
【０１３３】
また、その予備延伸の後の本延伸においても、横延伸装置として、簡易的な延伸装置で操作性もよいプーリー式延伸装置が特に適する。
【０１３４】
テンター方式の延伸装置は、高価であり、広い床面積が必要であるという欠点もあるが、１つの延伸装置の中で延伸温度を変えることも自由であることより、その装置における延伸初期で高温で予備延伸し、その後、延伸適温に降温して延伸できる利点もあり、本発明の実施に利用できる。
【０１３５】
原反ウェブの延伸後にその原反ウェブに対して熱処理を行う熱処理ゾーンを設けることは、ウェブの安定性を高めるために有効であり、通常、横延伸の終了後に原反ウェブの両端部を把持したまま原反ウェブを熱処理する熱処理ゾーンを設けることが有効である。
【０１３６】
本発明の延伸に必要な加熱は、上記のように通常、熱風が使用されるが、酸化を防ぐ目的等で他の熱媒を使用することも可能である。また、熱水や蒸気は加熱伝熱速度が速いことより有効である。
【０１３７】
また、延伸工程で延伸温度を一定に保つためには、ウェブに対して熱媒体を貫通させたり、並流させたりすることにより行う。
【０１３８】
本発明は、横延伸不織布およびその製造方法を基本とするが、その延伸倍率は、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や配列手段によって異なる。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い配向度、高強度を達成できる延伸倍率が選択される。
【０１３９】
その延伸倍率は、延伸前のウェブに延伸方向に定間隔に入れたマークにより、下記の式を用いて求められる。
【０１４０】
〔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〕
【０１４１】
この延伸倍率は、通常の長繊維フィラメントヤーンの延伸のように、必ずしもフィラメント１本１本の延伸倍率を意味するものではない。
【０１４２】
本発明を構成するフィラメントに適合する強度メンバーとな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、またはこれらの変性樹脂のうちいずれかのものを使用することができる。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できる。
【０１４３】
また本発明は、本出願人による国際公開公報ＷＯ９６／１７１２１号に記載の混合紡糸、コンジュゲート紡糸等にも使用することができる。
【０１４４】
【実施例】
次に、本発明の実施例について具体的に説明する。
【０１４５】
物性は、ＪＩＳ  Ｌ１０９６の長繊維フィラメント不織布試験法により横方向のみの試験結果を示した。ＪＩＳ  Ｌ１０９６では、切断強度を５センチメートル当たりの切断荷重で表示するが、以下でも、試験した不織布の坪量が種々なので、不織布の重さからデニールに換算して、１デニール当たりの強度（ｇ／ｄ）で表示した。
【０１４６】
（第１の実施例）
第１の実施例では、減成により得られたポリプロピレンを、流出速度としてＭＦＲ（メルトフローレート：Melt Flow Rate）を５００にして、図２〜図４に基づいて説明した紡糸装置により紡出させることにより、幅３８０ｍｍの原反ウェブを作製し、その原反ウェブを横方向に延伸した。原反ウェブ１を横方向に延伸する際には、第１の実施形態の二段延伸装置２１、または第２の実施形態のテンター式の横延伸装置のいずれかを用いることができる。その原反ウェブを横方向に延伸する際には、原反ウェブの両端部のチャック部分の幅を左右それぞれ４０ｍｍとする。よって、幅３８０ｍｍの原反ウェブを延伸する直前のチャック間距離が３００ｍｍであり、その原反ウェブにおける両側の２つのチャックの間の部分、すなわち、延伸される前の原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３００ｍｍの領域の部分が横方向に延伸される。以下の実施例においても、原反ウェブの両端部のチャック部分の幅を左右それぞれ４０ｍｍとした。
【０１４７】
まず、予備延伸温度を１３５℃にし、製造装置における予備延伸の延伸倍率を２倍にして、上記の幅３８０ｍｍの原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３００ｍｍの領域の部分を横方向に２倍に延伸し、その原反ウェブの幅を合計約６８０ｍｍにする。次に、その幅約６８０ｍｍの原反ウェブを、製造装置における本延伸の延伸倍率を５倍にして１１５℃の延伸温度で横方向に延伸することにより、幅が約２９２０ｍｍの横延伸不織布を得た。ここで、幅約６８０ｍｍの原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅６００ｍｍの領域の部分を、本延伸倍率５倍で横方向に延伸することによって、横延伸不織布となる部分の幅が、３０００ｍｍよりも狭い２９２０ｍｍとなるのは、延伸された部分で若干の収縮があるためである。これにより、製造装置における横方向の総延伸倍率が１０倍、横方向の引張強度が２．３ｇ／ｄ、幅が２９２０ｍｍ（若干の収縮があるため）の帯状の横延伸不織布を製造した。
【０１４８】
通常、急冷されているポリプロピレン不織布の延伸適温は９０〜１００℃であり、その温度範囲におけるポリプロピレン不織布の最高延伸倍率は５．５〜６．０倍の範囲であった。
【０１４９】
（第２の実施例）
第２の実施例では、極限粘度０．５２のポリエチレンテレフタレート溶融樹脂を用いて、図２〜図４に基づいて説明した紡糸装置により得られた幅４００ｍｍの原反ウェブを横方向に延伸した。まず、予備延伸温度を１０５℃にし、製造装置における予備延伸の延伸倍率を１．５倍にして、その幅４００ｍｍの原反ウェブを横方向に延伸し、その後、本延伸温度を９０℃にし、製造装置における本延伸の延伸倍率を６倍にして、その原反ウェブをさらに横方向に延伸した。
【０１５０】
本実施例においても、第１の実施例で説明したように原反ウェブの両端部のチャック部分の幅を左右それぞれ４０ｍｍとしたため、延伸を行う直前のチャック間距離が３２０ｍｍとなり、延伸される前の原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３２０ｍｍの領域の部分を横方向に延伸した。よって、幅４００ｍｍの原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３２０ｍｍの領域の部分を予備延伸倍率１．５倍で横方向に延伸した際に、その原反ウェブの幅が合計約５６０ｍｍとなる。そして、その幅約５６０ｍｍの原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅４８０ｍｍの領域の部分を、本延伸倍率６倍でさらに横方向に延伸することにより、幅約２７４０ｍｍの横延伸不織布が得られた。ここでも、延伸された部分の収縮によって、横延伸不織布の幅が、２８８０ｍｍよりも約１４０ｍｍ狭い約２７４０ｍｍとなっている。以上の工程により、横延伸不織布として、製造装置における横方向の総延伸倍率が９倍、横方向の引張強度が２．６ｇ／ｄ、幅が２７４０ｍｍ（若干の収縮があるため）の横延伸ウェブを得た。
【０１５１】
（第３の実施例）
第３の実施例では、極限粘度０．５６のポリエチレンテレフタレート溶融樹脂を用いて、図２〜図４に基づいて説明した紡糸装置により得られた幅３８０ｍｍの原反ウェブを横方向に延伸した。本実施例では、第１および第２の実施例において二段階で延伸を行う方法とは異なり、図１に示した予熱装置２２および第１の横延伸装置２３を用い、その装置の延伸倍率を９倍に変更すると共に延伸温度を１５０℃、ライン速度を４５ｍ／ｍｉｎにして、上記の幅３８０ｍｍの原反ウェブを横方向に延伸した。
【０１５２】
また、本実施例においても、第１の実施例で説明したように原反ウェブの両端部のチャック部分の幅を左右それぞれ４０ｍｍとしたため、延伸を行う直前のチャック間距離が３００ｍｍとなり、延伸される前の原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３００ｍｍの領域の部分を、装置の延伸倍率を９倍にして横方向に延伸した。このように、幅３８０ｍｍの原反ウェブにおけるチャック部分を除いた幅３００ｍｍの領域の部分を延伸倍率９倍で横方向に延伸することにより、幅約２５６０ｍｍの横延伸不織布が得られた。ここでも、ウェブにおける延伸された部分の収縮によって、横延伸不織布の幅が、２７００ｍｍよりも約１４０ｍｍ狭い約２５６０ｍｍとなっている。このような工程により、横延伸不織布として、製造装置の総延伸倍率が９倍、横方向の引張強度が１．７ｇ／ｄ、幅が２５６０ｍｍ（若干の収縮があるため）の横延伸ウェブを得た。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、横延伸不織布として、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で広幅のウェブが得られるので、横延伸不織布の生産効率を上げて、広幅ウェブとしての横延伸不織布の製造単価を下げることができるという効果がある。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布が得られることにより、ウェブの用途面においても横延伸不織布の適応性が広がるという効果がある。さらに、横延伸不織布を構成するフィラメントの繊維径は２０μｍ以下であるため、この横延伸不織布は布としての風合いをもっている。
【０１５４】
また、本発明は、未配向のフィラメントからなる原反ウェブを、その延伸適温よりも５℃以上高い温度でその横方向に１．２倍〜３倍に延伸した後に、その延伸適温でさらに横方向に延伸することで、原反ウェブが横方向に合計７倍以上に延伸されてなる横延伸不織布を製造することにより、１．５ｇ／ｄ以上という横方向の高い引張強度を確保しつつも、７倍以上という高い延伸倍率で延伸された広幅のウェブが得られるので、横延伸不織布の生産効率が上がり、広幅ウェブとしての横延伸不織布の製造単価が下がる。また、広幅ウェブとして、このように高い強度で、横方向の延伸倍率の高い横延伸不織布を製造することができ、ウェブの用途面においても適応性の広い横延伸不織布を得ることが可能となる。
【０１５５】
さらに、本発明は、原反ウェブを横方向に延伸する前に、原反ウェブに熱風を吹き付けて原反ウェブを予め加熱する際に、原反ウェブの、熱風が吹き付けられる部分を網状部材によって支持することにより、熱風によって原反ウェブが膨らむなどして原反ウェブが変形することが防止される。ここで、網状部材は、原反ウェブの、予熱手段による熱風が吹き付けられる部分における熱風が吹き付けられる側と反対側の面に接していて、原反ウェブを貫通した熱風の少なくとも一部が網状部材をさらに通過するので、原反ウェブ内のエアー、すなわち原反ウェブを構成するフィラメント同士の隙間に存在するエアーを、原反ウェブを加熱するための高温のエアーに確実に置換することができる。従って、原反ウェブを延伸するために、原反ウェブを目的の延伸温度に速やかに、かつ均一に加熱することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の横延伸装置である二段横延伸装置を示す断面図である。
【図２】図１に示した二段横延伸装置で横延伸不織布を製造するために用いられる原反ウェブを作製するための紡糸ノズルを示す平面図である。
【図３】図２に示した紡糸ノズルを使用した製造装置の一部をその側面から見た図である。
【図４】図２に示した紡糸ノズルを使用した製造装置の一部をその正面から見た図である。
【図５】図１に示した第１の横延伸装置の構成を示す斜視図である。
【図６】図１に示した第２の横延伸装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の横延伸装置について説明するための図である。
【符号の説明】
１    原反ウェブ
２    クロスガイド
３ａ〜３ｇ    ターンロール
４ａ、４ｂ    メッシュ状ロール
５ａ〜５ｇ、１１    熱風吹出し口
６ａ〜６ｄ    延伸プーリー
７ａ〜７ｐ    ローラ
８ａ〜８ｄ    循環ベルト
９    コンベアメッシュベルト
１０ａ〜１０ｉ    排気ボックス
１２    横延伸不織布
１３ａ〜１３ｄ、５３    筐体
１４、５５ａ    搬入口
１５、５５ｂ    搬出口
２１    二段横延伸装置
２２、２４    予熱装置
２３    第１の横延伸装置
２５    第２の横延伸装置
３０、３１ａ、３１ｂ    エアー孔
３２    スクリーンメッシュ
３４    紡糸ノズル
３８    紡口
３９    融液
４３    第１の横延伸部
４５    第２の横延伸部
５２    ピン
５４    内壁
５４    開口部
５６ａ、５６ｂ    チェーン
５７ａ〜５７ｈ    チェーンホイール
５８    高温加熱室
５９    低温加熱室
【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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