JP2004197262A

JP2004197262A - 溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法

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Publication number: JP2004197262A
Application number: JP2002366335A
Authority: JP
Inventors: Hajime Shibaike; 哉芝池
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP3967260B2

Abstract

【課題】不活性気体で口金面のシールを行って、吐出孔群の周辺への付着物の堆積を低減し、生産効率の向上した溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法を提供する。
【解決手段】ポリマー吐出孔群が矩形状の領域に穿孔された矩形状の紡糸口金2とポリマー吐出孔群より紡出されたフィラメント群Fを冷却するための冷却風吹出装置3と、フィラメント群Fを引き取るための糸条引取装置4と、口金2のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出してポリマー吐出面をシールするために、口金2の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロック1と冷却風吹出装置3間の口金2の両長辺側に口金2を挟んで不活性気体の吹出面が対向するように設置した気体シール装置とを有す。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナイロン、ポリエステル等の熱可塑性ポリマーを溶融紡糸するための溶融紡糸装置とこれを使用した長繊維不織布の製造方法とに関する。更に詳しくは、多数のフィラメントを安定に紡出できる溶融紡糸装置と、これを用いて紡出されたマルチフィラメントを移動する捕集ネット上に展延・載置した後、長繊維不織布とするための長繊維不織布の製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性ポリマーを溶融紡糸する場合、ポリマーが紡糸口金に穿設された吐出孔より吐出される際に、ポリマー中に含まれているモノマーやオリゴマー等の低重合物も吐出される。そして、このようにして吐出された低重合物は、吐出孔の周囲に付着し、長時間に渡って熱履歴を受け、酸化されて劣化して堆積し、吐出孔の周囲に固着成長する。
【０００３】
特に、吐出孔周辺に付着する「付着物」はある大きさに成長すると、溶融ポリマーが吐出孔から良好に吐出されるのを阻害し、ベンディング、脈動、断糸などの好ましくない原因となって、安定紡糸を阻害する。そのため、一般に「面掃」と呼ばれる口金面の清掃をこれらの付着物を除去するために定期的に行う必要がある。その場合、紡糸装置の運転を一時停止して清掃を行う必要が生じるため、生産効率が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、不活性気体を口金下に流し、モノマーやオリゴマー等の低重合物を含む雰囲気を常に除去することで、これらが口金面に付着するのを防止する試みが行われている。また、紡糸口金面は不活性気体でシールされるため、酸素濃度を低下させることができる。したがって、「付着物」の酸化を防止することができ、これによって、紡糸口金の吐出孔周辺に付着する「付着物」を低減する試みが提案されている。
【０００５】
例えば、特開２０００−３１４０３１号公報において、円形形状の紡糸口金の中心部直下に不活性気体を吹出すための均圧室を設け、口金ホルダーから口金内部へ通じる気体流路より窒素を前記均圧室へ送り、この均圧室から紡糸口金の吐出孔へ向かって放射状に窒素を吹出す装置が提案されている。また、実開平５−８５８６２号公報において、円形形状の紡糸口金外周部の直下から口金中心へ向かって不活性気体を吹き込む装置が提案されている。
【０００６】
これらの装置の場合、紡糸口金に設けられた吐出孔群が半径方向に対して同心円状に２〜３列程度に配列されて穿設されているであれば、たしかに、紡糸口金面における酸素濃度の低減に効果を発揮する。
【０００７】
しかしながら、長繊維から成る不織布を製造する場合のように、紡糸口金形状が矩形であり、かつ紡糸口金に穿孔された吐出孔群の穿孔密度が極めて高く、これらの吐出孔群から多数のフィラメント群が吐出されるような場合には、ほとんどその効果が認められなくなる。何故ならば、多数の吐出孔群から吐出されたポリマーに随伴する随伴流によって、口金面のシール用として供給した不活性気体が持ち去られてしまうため、そのシール効果を十分に発揮させることができず、口金下の酸素濃度を低く抑えることが困難となるからである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３１４０３１号公報
【０００９】
【特許文献２】
実開平５−８５８６２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上に述べた従来技術の欠点を解消することを目的になされたものである。すなわち、本発明は、少量の不活性気体を口金面へ供給しても、口金面のシールを良好に行うことができ、口金に穿設された吐出孔群の周辺への付着物の堆積を低減することができる溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
更には、これによって生産効率の向上だけではなく、得られる不織布の品質についても向上させることができる溶融紡糸装置と、これを用いた長繊維不織布の製造方法とを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ここに、以上に述べた課題を解決するための、請求項１に記載された本発明として、「紡糸口金から紡出されたフィラメント群を移動する捕集ネット上に展延・載置して連続的に不織布を製造するための長繊維不織布製造装置に設けられた溶融紡糸装置において、
ポリマー吐出孔群が矩形状の領域に穿孔された矩形状の紡糸口金と、
前記ポリマー吐出孔群より紡出されたフィラメント群を冷却するための冷却風吹出装置と、
前記フィラメント群を引き取るための糸条引取装置と、
前記紡糸口金のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して前記ポリマー吐出面をシールするために、前記紡糸口金の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロックと冷却風吹出装置間の前記紡糸口金の両長辺側に前記紡糸口金を挟んで不活性気体の吹出面が対向するように設置した気体シール装置とを有し、
更に、前記気体シール装置は、
前記不活性気体を収容するチャンバーと、
前記不活性気体を前記チャンバー内に供給するための供給管と、
前記不活性気体の吹出し圧力を均圧化するために前記チャンバーの内部及び／又は前記吹出部に設けられた均圧手段と、
前記不活性気体を所定温度に加熱する加熱手段と、
紡出された前記フィランメント群の方向に向かって延在するように前記冷却風吹出装置の上端に設けられた仕切板とを少なくとも含む、
ことを特徴とする溶融紡糸装置」が提供される。
【００１３】
その際、請求項２記載の本発明のように、「前記気体シール装置の前記不活性気体の吹出部長さが１０〜１００ｍｍである請求項１記載の溶融紡糸装置」とすることが好ましい。
【００１４】
また、請求項３記載の本発明のように、「前記ポリマー吐出孔群の穿孔密度が２００００〜６０００個／ｍ²であって、前記矩形状穿孔領域の短辺の長さが０．０８〜０．１５ｍである請求項１記載の溶融紡糸装置」とすることが好ましい。
【００１５】
更に、請求項４に記載の本発明のように、「請求項１記載の溶融紡糸装置を用いた長繊維不織布の製造方法であって、前記吹出部から吹出された不活性気体が前記フィラメント群に衝突する際の不活性気体の風速が、０．２〜２．０ｍ／秒である長繊維不織布の製造方法」とすることが好ましい。
【００１６】
そして、請求項５記載の本発明のように、「前記フィラメントがポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維である請求項４記載の長繊維不織布の製造方法」とすることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明について、その実施の形態について、以下に図面を参照しながら、その作用と共に詳細に説明する。
【００１８】
ここで、図１は、本発明の溶融紡糸装置を好適に適用できる不織布の製造装置を例示した模式正面図（一部に断面を施してある）であり、図２は、紡糸口金のポリマー吐出面の模式平面図をそれぞれ示してある。
【００１９】
前記図１及び２において、１はスピンブロック、２は紡糸口金、３は冷却風吹出装置、４は糸条の取引装置、５は紡糸筒、６は気体シール装置、７は捕集ネット、８はエンボスローラ、そして、Ｆはフィラメント群をそれぞれ示す。なお、図１は、図２に示した矩形状の紡糸口金２に関して、その短辺方向から見たときの様子を示したものである。なお、本発明の「溶融紡糸装置」としては、少なくとも、紡糸口金２、冷却風吹出装置３、糸条引取装置４、そして、気体シール装置６を含んで構成される。
【００２０】
ここで、前記紡糸口金２は、図２に例示したように、ポリマーを吐出するプレート２ａ部に多数の吐出孔群２１が穿孔されており、これらの吐出孔群２１が穿孔されたプレート２ａを含めて、通常は複数のプレート（図１の実施形態例は３枚のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃからなる例である）で構成されている。そして、これらの複数のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃは、図２に示したように多数の組立ボルト２２によって連結され、公知の紡糸口金と同様に、これら複数のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃによってポリマーが各吐出孔へ均等に供給されるような構造を採って、紡糸口金パックとしてスピンブロック１に組み込まれる。なお、前記紡糸口金パック内には、通常、濾過層や紡糸フィルターなど組み込まれており、ポリマーに含まれる異物を濾過するようにされていることは言うまでもない。このようにして、ギアポンプなどの公知のポリマーの計量供給装置（図示せず）によって、常法に従って連続的に計量されながら最終的に紡糸口金２に供給されたポリマーは、口金２からフィラメント群Ｆとして紡出される。
【００２１】
そして、このようにして、紡糸口金２から紡出されたフィラメント群Ｆは、冷却風吹出装置３から吹出される冷却風によって冷却されながら、細化されつつ固化され、冷却固化されたフィラメント群Ｆは、前記糸条引取装置４によって、２０００ｍ／分〜８０００ｍ／分の速度で吸引されて引き取られ、移動する捕集ネット７へ展延・載置される。このようにして、移動する捕集ネット７上に展延・載置されたフィラメント群Ｆは、展延・載置された状態でエンボスローラ６へ供給され、ここで加圧されて長繊維不織布としての形態が整えられる。
【００２２】
このとき、前記冷却風吹出装置３の実施形態としては、紡糸口金２の片側のみに設置し、一方向から冷却風を送って、フィラメント群Ｆを冷却しても良いが、フィラメント群Ｆの間で冷却斑が発生するのを防止する目的と、冷却の終了を早くすることを目的として、両サイドに設置し、紡出されたフィラメント群Ｆを両側から冷却することが好ましい。特に、極めて多数のフィラメント群Ｆを紡出する場合には、紡出されたフィラメント群Ｆを取り囲むようにして外周側から冷却風を吹出して冷却することが好ましい。
【００２３】
次に、前記糸条引取装置４としては、圧縮空気を使用したエアーサッカー装置が通常採用され、前記圧縮空気をフィラメント群Ｆの吸引方向へ噴射させ、この時エアーサッカー装置から噴射される空気流と共に紡出されたフィラメント群Ｆを吸引する役割を果たす。更には、吸引したフィラメント群Ｆを空気流と共に捕集ネット７上へ供給する役割も果たす。
【００２４】
以上のように構成される本発明の溶融紡糸装置においては、紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールするための気体シール装置（６）を設けることを一大特徴とする。なお、本発明で好適に使用される“不活性気体”としては、窒素、スチーム（水蒸気）、二酸化炭素、ヘリウムなどからなる気体を例示することができ、これら気体の中でも窒素気体又はスチーム（水蒸気）を使用することが安価かつ容易に得られるため好ましい。そこで、以下に、本発明の一大特徴とする“気体シール装置（６）”について詳細に説明する。
【００２５】
先ず、前記“気体シール装置（６）”としては、少なくとも紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールするための少なくともチャンバー６１、仕切板６２、気体加熱装置６３、供給管６４を含んで構成されており、不活性気体の吹出面が紡糸口金２に向うように、紡糸口金２の長辺方向に沿って設けられている。このとき、本発明の“気体シール装置６”は、紡糸口金２のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して紡糸口金２のポリマー吐出面をシールするために、紡糸口金２の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロック１と冷却風吹出装置３間の紡糸口金２の両長辺側にこの紡糸口金２を挟んで不活性気体の吹出面6Ａが対向するように設置される。
【００２６】
また、前記気体シール装置６は、紡糸口金２と冷却風吹出装置３の間に設置され、不活性気体をチャンバー６１へ供給するための供給管６４が接続され、これによって不活性気体供給源から必要な量の不活性気体が供給される。なお、その際、前記供給管６４は、図示したようにチャンバー６１の背面に一箇所に設けるか、あるいは複数箇所に設けても良く、チャンバー６１の長手方向の一端又は両端に設置しても良い。すなわち、このような事項は、レイアウト上の都合などにより、適宜選択できる設計事項である。ただし、その詳細説明は省略するが、不活性気体の供給量は、流量制御弁などを設けることによって、適正量が前記チャンバー６１へ供給されるように制御されていることは言うまでもない。
【００２７】
その際、さらに、チャンバー６１へ供給される不活性気体は供給管６４の上流側に設置された気体加熱装置６３により所要温度まで加熱される。なぜなら、加熱しない場合は、加熱されていない不活性気体が紡糸口金２に当たって、紡糸口金２のポリマー吐出面を冷却してしまい、その結果、良好にポリマーを吐出することができないからである。そこで、不活性気体の加熱温度が重要となるのであるが、このときの不活性気体の加熱温度については、紡糸口金２からポリマーが良好に吐出できる温度であれば良く、好ましくは紡糸口金２の温度と実質的に等しくすることである。また、このような温度に不活性気体を加熱するための気体加熱装置６３としては、公知のものを好適に使用することができ、例えば熱媒加熱方式、電熱線加熱方式、熱板加熱方式、熱交換器などの公知の手段を列挙することができる。
【００２８】
次に、仕切板６２は冷却風吹出装置３の上端に設けられ、冷却風吹出装置３から吹出した冷却風と気体シール装置６から吹出した不活性気体とが混合するのを防止すると共に、冷却風吹出装置３から吹出した冷却風に斑があった場合、その斑が気体シール装置６から均一に吹出した不活性気体の流れを乱すことを防止できるのである。なお、その材質については、実質的に流体を通さないものであればよく、例えば、金属、プラスチック、木材等の材料を挙げることができる。
【００２９】
このとき、紡糸口金２の直下の雰囲気に滞留するモノマーやオリゴマー等の低重合物やポリマーの分解物などが紡糸口金２の吐出孔の周辺に付着し、紡糸性を悪化させるのを防ぐことを目的として、冷却風吹出装置３と気体シール装置６の間に前記のモノマーやオリゴマーを吸引排気するための吸引装置を設置することも好ましい態様であるが、この場合においても前記同様に仕切板６２は冷却風吹出装置３の上端に設置すれば良い。
【００３０】
さらに、本発明においては、気体シール装置６の吹出面の全面に渡って不活性気体を斑無く吹出すことを目的として、一時的に不活性気体を滞留させるチャンバー６１内に均圧手段を設けて、チャンバー６１内の不活性気体を均圧化することが好ましい。なお、このような均圧手段の実施形態としては、不活性気体の吹出面に多数の小孔が穿孔されたパンチングプレート、金網、多孔性焼結金属など、あるいはこれらの部材を複数組み合わせたものなどを例示することができ、これらの均圧手段によって、チャンバー６１の内部の不活性気体圧力を上昇させることで、吹出面かに不活性気体を斑なく均一に吹出させることができる。
【００３１】
以上に述べた不活性気体の吹出しを均圧化する均圧手段は、フィラメント群Ｆを繊度斑の発生と単繊維切れの発生を起こさせることなく、安定に溶融紡糸を行うために重要な要素であるので、以下に、この均圧手段について更に詳細に図３を用いて説明する。
【００３２】
前記図３は、気体シール装置６の一部を構成するチャンバー６１内を均圧化し、不活性気体を斑無く吹出すための均圧手段の実施形態例を説明するための模式説明図であって、図（ａ）は、図１のＸ−Ｘ断面、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＹ−Ｙ断面をそれぞれ示す。ただし、この図３では、供給管６４がチャンバー６１の背面に一箇所のみ設置されている態様について示してあるが、当然のことながら、このような態様に限定されることなく、供給管６４を複数個設けるか、あるいは分岐させて複数箇所から不活性気体を供給するようにしても良い。また、図３にに付した各参照符号に関して、６Ａはチャンバー６１の不活性気体の吹出部、６１ａと６１ｂとは第一チャンバーと第二チャンバー（チャンバー６１を２つに分割している）、６５は前述の均圧手段を構成する均圧板をそれぞれ示す。
【００３３】
以上のように構成される気体シール装置６のチャンバー６１において、供給管６４から第一チャンバー６１ａに流入した不活性気体を均圧板６５に衝突させ、さらに不活性気体が均圧板６５を通過する際の通過抵抗を生じさせることによって、第一チャンバー６１ａ内に滞留する不活性気体の圧力を均一化する。それ故、このような役割を担う均圧板６５は、吹出面６Ａと同様に多数の小孔が穿孔されたパンチングプレート、金網、多孔性焼結金属など、あるいはこれらの部材を複数組み合わせたものなどで構成することが好ましい。そして、このような手段を講じることによって、第二チャンバー６１ｂにも均圧化された不活性気体が流入してくるため、吹出面６Ａからの不活性ガスの吹出し斑が更に改善される。
【００３４】
本発明においては、気体シール装置６を構成するチャンバー６１に供給管６４を複数箇所で接続して、チャンバー６１への不活性気体の供給を分配することによって、不活性気体を偏りなく供給することが好ましい。しかしながら、本発明においては、このような実施態様に限定されることなく、供給管６４を分岐させずにそのままチャンバー６１に一箇所のみで接続するだけの実施態様を採ることもできる。
【００３５】
そこで、このような実施態様、すなわち、チャンバー６１の長手方向の一端にのみ供給管６４が接続設置されている場合について、図４を用いて説明する。この図４において、図（ａ）は図１のＸ−Ｘ断面、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＺ−Ｚ断面をそれぞれ示す。ここで、図４（ａ）において使用する各参照符号を先ず説明すると、参照符号６１はチャンバー、６６は均圧管、６７は小孔群をそれぞれ示す。このとき、均圧管６６と供給管６４とは互に接続されており、更に、前記のように、均圧管６６には複数の小孔群６が穿設され７いる。したがって、供給管６４から供給された不活性気体は均圧管６６の内部を流れて均圧管６６に穿設された複数の小孔群６７より、チャンバー６１に充満される。したがって、チャンバー６１内へは多数の小孔群６７から分配供給されることとなって、不活性気体の供給斑の発生を回避することができる。
【００３６】
なお、以上に述べたような重要な役割を果たす小孔群６７に関し、孔数、孔径、穿孔間隔などは不活性気体の使用流量、紡出するフィラメント群に係る紡糸条件などによって変わってくる。このため、これらの条件に合わせて、適宜好ましい条件を選択すればよい。ただし、その穿孔位置に関し、図４（ｂ）において、均圧管６６の長手方向に一定間隔で穿設してもよいが、不活性気体の吹出し方向がチャンバー６１からの吹出方向と重ならないようにすることが好ましい。なぜならば、チャンバー６１の吹出側と同じ方向に不活性気体を吹出すと、小孔群６７から吹出された速度が速い不活性気体が、直接、チャンバー６１の吹出面６Ａに衝突し、吹出面６Ａから吹出す不活性気体の吹出し速度についても、その部分だけ速くなり、吹出し斑が発生してしまうからである。
【００３７】
さらに、気体シール装置６の吹出面の吹出長さに関しては、１０ｍｍ〜１００ｍｍとすることが好ましい。なぜならば、１０ｍｍ未満では、紡糸口金２の下を不活性気体で充分にシールしようとすると、不活性気体の吹出速度が大きくなりすぎるため、糸揺れが発生して、得られる不織布に斑が生じてしまう。また、１００ｍｍを超えると、加熱した不活性気体によりフィラメント群Ｆの冷却が十分行えず、必要な不織布物性が得られなくなるため好ましくない。
【００３８】
なお、これら気体シール装置６は、スピンブロック１にネジ止め、あるいは、ワンタッチ式のクランプ固定など公知の手段を採用して、スピンブロック１の下端又は側部に固定できることは言うまでもない。
【００３９】
以上に述べたような構造を有する気体シール装置６において、不活性気体を吹出した不活性気体の流動状態を適正化することは、溶融紡糸を安定に行い、品質に優れたフィラメント群Ｆを得る上で、重要であるので、以下にこの点について説明する。
【００４０】
図１において、不活性気体の吹出方向は、矢印で示したように、略水平であるが、紡糸口金２の直下は紡出されたフィラメント群Ｆが周囲の気体を巻き込みながら下方へ走行するため、周りの雰囲気が吸引されて負圧になる。このため、気体シール装置６から吹出された不活性気体は紡糸口金２のポリマー吐出面へ向かうこととなる。
【００４１】
したがって、紡糸口金２を不活性気体で良好にシールするという点で、紡糸口金２のポリマー吐出面が突出していたり、あるいはスピンブロック１の下面と面一であったりする場合は良いが、紡糸口金２が陥没した状態で設けられて段差が生じているような場合には、気体シール装置６から吹出された不活性気体が口金面に達しにくくなる。したがって、このような場合には、不活性気体の吹出方向を紡糸口金２のポリマー吐出面へ傾けたり、偏向板や整流板などを設けたりして不活性気体の流れ方向を斜め上方へ導き、これによって、不活性気体が紡糸口金２のポリマー吐出面に当たるようにするようにしても良い。
【００４２】
なお、気体シール装置６より吹出す不活性気体の風速は、０．２ｍ／秒以上２ｍ／秒以下、さらに好ましくは、０．２ｍ／秒以上１ｍ／秒以下にする必要がある。何故なら、０．２ｍ／秒未満の場合は、不活性気体がフィラメント群Ｆ間を貫流することが難しく、その結果として、紡糸口金２の中央部分が十分に不活性気体でシールできないという事態を招くからである。逆に、２ｍ／秒を超える場合は、不活性気体がフィラメント群Ｆに衝突して揺れを生じさせたり、酷い場合には断糸を生じさせたりするため安定的に紡糸することができない。
【００４３】
以上に述べたような気体シール装置６を使用することで、ポリマー中に含まれるモノマーやオリゴマーなどの昇華物が紡糸口金２直下の雰囲気中に放出されても、これらを不活性気体流によって、直ちに除去することができる。したがって、モノマーやオリゴマーなどの昇華物を含んだ空気が紡糸口金下に滞留することがなくなる。
【００４４】
このため、モノマーやオリゴマーなどの昇華物が空気中に含まれる酸素によって酸化され、紡糸口金２に穿設されたポリマー吐出孔の周りに付着堆積することが抑制される。また、例えこれらのモノマーやオリゴマーなどの昇華物が吐出孔の周りにわずかに付着堆積したとしても、紡糸口金直下は、不活性気体でシールされているため、酸素濃度は極めて低く抑えられるために、酸化されることはない。したがって、本発明によれば、従来のようにモノマーやオリゴマーなどの昇華物が吐出孔の周りに付着堆積して生じる問題を解消することができる。
【００４５】
このとき、本発明の溶融紡糸装置に設けられる紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールする場合に、特に効果的であるのは、紡糸口金２が下式（１）及び（２）を同時に満足する時である。
２００００≦Ｎ≦６００００ … （１）
０．０８≦Ｗ≦０．１５ … （２）
【００４６】
なお、図２を参照しながら前記（１）及び（２）式において用いられる記号を説明すると、これら（１）及び（２）式において、Ｎは紡糸口金２に穿設された吐出孔群２１の穿孔密度(個／ｍ²)を示し、Ｗは、図示した様に、この穿孔領域の短辺の長さ（ｍ）を示す。
【００４７】
この図から明らかなように、本発明においては、紡糸口金２のポリマー吐出面は矩形状であり、前記の穿孔密度（Ｎ）と穿孔領域の短辺の長さ（Ｗ）とは、ポリマー吐出孔群が穿孔された穿孔領域において定義されることは言うまでもない。その際、Ｎが６００００個／ｍ²を超える場合は、吐出孔間の間隔が狭くなることを意味するため、冷却風吹出装置によるフィラメント群Ｆの冷却が不十分になって、単糸間の融着等が生じるために安定した紡糸が行えない。逆に、２００００個／ｍ²より低い場合には、吐出孔２１間のピッチが拡がるため、不活性気体がフィラメント群Ｆの間を通りやすくなるため、紡糸口金２のポリマー吐出面での酸素濃度を低減することは容易となる。しかしながら、吐出孔の数が少なくなると、紡出するフィラメント群Ｆの数が低下して生産性が悪くなるため、経済的ではない。
【００４８】
また、Ｗが０．１５ｍを超えると、穿孔密度が低い場合でも不活性気体がフィラメント群Ｆの間を通り難くなり、ポリマー吐出面での酸素濃度を十分に低減することができない。また、逆に、Ｗが０．０８ｍより小さい場合には、本発明の気体シール装置６を使用しなくてもポリマー吐出面での酸素濃度を十分低く抑えることは可能であるが、紡出するフィラメント群Ｆの数が低下して生産性が悪くなるため、経済的ではない。
【００４９】
次に、本発明の長繊維不織布の製造方法について説明する。本発明の長繊維不織布の製造方法においては、図１に示した溶融紡糸装置を使用した不織布製造装置を用いて、紡出したフィラメント群Ｆを糸条引取装置４で引取り、移動する捕集ネットにフィラメント群Ｆを展延・載置した後、エンボスローラへ供給して不織布を製造するものである。
【００５０】
その際、本発明の製造方法として、ポリアミドからなるフィラメント、あるいはポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維で構成されるフィラメントを使用して長繊維不織布を製造することが効果的である。何故ならば、少なくともポリアミドを含むフィラメントの溶融紡糸においては、紡糸口金２の吐出孔周辺への「付着物」が多いため、面掃周期が短くなるからである。さらに、紡糸口金２の直下の酸素濃度にばらつきが生じた場合、酸素濃度が低い箇所では、モノマーやオリゴマーなどの昇華物からなる「付着物」の発生は極めて少ないため、安定的な紡糸が可能であるが、酸素濃度が高い箇所においては、「付着物」によりベンディング、断糸が頻発するため面掃を実施する必要があるからである。
【００５１】
つまり、ポリアミド及びポリエステルの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維で構成される長繊維不織布を製造する場合、紡糸口金２の直下を不活性気体によりシールしても、酸素濃度にばらつきがあれば、面掃周期を向上させる効果が十分に得られず、この問題は、本発明により効果的に解決できるのである。すなわち、本発明の溶融紡糸装置に付設された気体シール装置６を使用することにより、紡糸口金２外周部から均一に不活性気体を吹き込むこみ、そして、フィラメント群Ｆの随伴流を利用して紡糸口金２の直下の酸素濃度に斑を生じることなく、均一に不活性気体でシールすることができる。
【００５２】
なお、紡糸口金２のポリマー吐出面を面掃する場合は、図１において、左右に設けられた冷却風吹出装置３を手動で取り外すか、あるいはリンク機構、シリンダなどの公知の手段で構成される取外し手段を用いて、自動で一時的に撤去する。そうすることで、面掃するための作業空間が確保され、紡糸口金２の面掃を行うことができる。
【００５３】
【実施例】
［実施例１］
図１及び図２に例示した溶融紡糸装置を含む長繊維不織布の製造装置を使用し、穿孔密度Ｎが３８０００個／ｍ²、穿孔領域の短辺の長さＷが０．１ｍの紡糸口金２を用い、吐出孔１孔当たりのポリマー吐出量を１．０ｇ／分、糸条引取装置４でのフィラメント群Ｆの引取り速度を約３３００ｍ／分として、チャンバー６１から窒素を吹き込み、その時のフィラメント群に衝突する不活性気体の風速Ｖを１．５ｍ／秒として、２４時間の連続生産を行ったところ、吐出孔周辺の「付着物」は少なく、面掃は不要であった。
【００５４】
［比較例１］
実施例１において、Ｖが０．１ｍ／秒の条件で２４時間の連続生産を行ったところ、「付着物」の成長が早く、ベンディング、断糸が多く、面掃は約７〜８時間毎に実施する必要があり、生産性に問題を生じたのみではなく、不織布品質に欠点が生じた。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法により、長繊維不織布を製造するに場合において、紡糸口金の全吐出面に渡り、均一に不活性気体でシールを行うことができるので、紡糸口金の吐出孔周辺での「付着物」の付着の発生と成長を抑えることができ、ベンディング、断糸等による長繊維不織布の品質低下を抑えることができる。
【００５６】
また、紡糸口金に極めて多数のポリマー吐出孔を穿設しても、安定に溶融紡糸できるため長繊維不織布の生産効率が向上だけではなく、紡糸口金のポリマー吐出面の面掃周期を延長することができるため生産性が著しく向上する。
【００５７】
さらには、ポリアミド単体、あるいはポリアミド及びポリエステルからなる複合繊維又は混合繊維を溶融紡糸する場合において、ポリアミドから放出されるモノマーやオリゴマーなどの昇華物の口金面への付着と堆積を抑制することができ、更には、空気に含まれる酸素の濃度を低下させることができるため、長期間に渡って安定な製糸を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】長繊維不織布の製造装置に使用する溶融紡糸装置を模式的に例示した、一部に断面を施した正面図である。
【図２】本発明の紡糸口金面の気体シール装置及び該装置を使用した不織布製造設備に使用される紡糸口金を示す。
【図３】（ａ）図１におけるＸ−Ｘ矢視方向の断面図を示す。
（ｂ）図３（ａ）のＹ−Ｙ断面図を示す。
【図４】（ａ）図１において、供給管６４がチャンバー６１の一端に設置されている場合のＸ−Ｘ断面図を示す。
（ｂ）図４（ａ）のＺ−Ｚ断面図を示す。
【符号の説明】
１スピンブロック
２(2a〜2c) 紡糸口金
３冷却風吹出装置
４糸条引取装置
５紡糸筒
６気体シール装置
６Ａ不活性ガスの吹出し面
７捕集ネット
８エンボスローラ
６１チャンバー
６２仕切板
６３加熱装置
６４供給管
Ｆフィラメント群

Claims

紡糸口金から紡出されたフィラメント群を移動する捕集ネット上に展延・載置して連続的に不織布を製造するための長繊維不織布製造装置に設けられた溶融紡糸装置において、
ポリマー吐出孔群が矩形状の領域に穿孔された矩形状の紡糸口金と、
前記ポリマー吐出孔群より紡出されたフィラメント群を冷却するための冷却風吹出装置と、
前記フィラメント群を引き取るための糸条引取装置と、
前記紡糸口金のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して前記ポリマー吐出面をシールするために、前記紡糸口金の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロックと冷却風吹出装置間の前記紡糸口金の両長辺側に前記紡糸口金を挟んで不活性気体の吹出面が対向するように設置した気体シール装置とを有し、
更に、前記気体シール装置は、
前記不活性気体を収容するチャンバーと、
前記不活性気体を前記チャンバー内に供給するための供給管と、
前記不活性気体の吹出し圧力を均圧化するために前記チャンバーの内部及び／又は前記吹出部に設けられた均圧手段と、
前記不活性気体を所定温度に加熱する加熱手段と、
紡出された前記フィランメント群の方向に向かって延在するように前記冷却風吹出装置の上端に設けられた仕切板とを少なくとも含む、
ことを特徴とする溶融紡糸装置。
前記気体シール装置の前記不活性気体の吹出部長さが１０〜１００ｍｍである請求項１記載の溶融紡糸装置。
前記ポリマー吐出孔群の穿孔密度が２００００〜６０００個／ｍ²であって、前記矩形状穿孔領域の短辺の長さが０．０８〜０．１５ｍである請求項１記載の溶融紡糸装置。
請求項１記載の溶融紡糸装置を用いた長繊維不織布の製造方法であって、前記吹出部から吹出された不活性気体が前記フィラメント群に衝突する際の不活性気体の風速が、０．２〜２．０ｍ／秒である長繊維不織布の製造方法。
前記フィラメントがポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維である請求項４記載の長繊維不織布の製造方法。