JP2005336676A - 不織布の製造方法および不織布製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エジェクターから噴出される糸条群の横方向への吹き流れによる耳部の繊維配向性を改善し、さらに搬送性が安定し、安定生産可能な不織布の製造方法。
【解決手段】複数の吐出孔を有する口金１の吐出孔から吐出され、溶融紡糸された連続糸条群２をエジェクター３で吸引、噴射し、さらに該エジェクターから噴射された連続糸条群を下方に配設された捕集コンベア５に捕集し、形成されたウェブ４を熱接着ロール６で熱接着させるスパンボンド不織布の製造方法であって、該エジェクターから噴射された連続糸条群の一部を、該エジェクター噴射の下流方向であって、該口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条部位に対応した横方向の位置に配置され、かつ下式の関係を有する気流変向板８の近傍を通過させた後捕集する不織布の製造方法。［捕集コンベアの法線に対するエジェクターから吐出される気流の噴射角度（θ１）］＜［捕集コンベアの法線に対する気流変向板の傾き角度（θ２）］
【選択図】図１

Description

スパンボンド不織布の製造方法および製造装置に関するものである。

従来から、不織布の製造方法の一つとして、矩形口金を用いたスパンボンド法が知られている。この方法は、矩形口金から溶融紡糸された糸条群を矩形のエジェクターで吸引して、該エジェクターから噴射された連続糸条群を下方に配設された捕集装置である捕集コンベアのネット上に捕集し、形成されたウェブを熱接着ロールで熱接着させスパンボンド不織布を製造するものである。

この製造方法においてウェブ形成は、高速気流を媒体とし、噴射気流を整流することで気流の分散により均一となるよう不織布を得ており、エジェクターから噴出された糸条群は分散しながら捕集装置でネット上に捕集される。この時エジェクターの幅方向に注目した中央部においては、噴出された糸条群が、隣り合う糸条群との気流の干渉により、繊維が捕集コンベアの進行方向（以下縦方向という。）を主体に配向、捕集されるが、口金の端部の吐出孔から糸条が通過し、エジェクターから噴出される糸条は、端部の糸条群であることから、分散する時、気流の干渉が小さいため、捕集コンベアの進行と垂直の方向（以下横方向という。）に吹き流れる。よってウェブの耳部を形成する繊維の配向は中央部のウェブに対し、横配向の傾向となっている。その結果、縦方向にウェブに張力が加わった際、ウェブの耳部は中央部と比べ、弱くたるみ易いため、熱接着ロールへの搬送時のウェブが捕集コンベアのネットなどの表面から外れる際に、耳部がネットにそのまま残りウェブが切れるという問題が生じていた。

また口金の吐出孔の端部付近から吐出された糸条が横方向に吹き流れ、その結果形成されたウェブの幅は、口金の吐出孔群の幅に対し大きくなる。つまり、端部の糸条群が横方向に吹き流れることで、ウェブの幅が口金の吐出孔群の幅に対し大きくなり、その分耳部の目付は内側の目付に対し薄くなる傾向がある。そのため、熱接着ロールで熱接着する際に目付の薄い耳部がロールに巻き付きウェブが切れる等の問題も生じ易い。これらの問題は平均目付が低くなるほど頻発する傾向であり、搬送時の耳部の形成が重要である。これまでに不織布の耳部においては、その目付の不均一の点を改善するために種々な提案がなされている。

例えば特許文献１では、目付が均一でない耳部の不織布をスリットした後に、該耳部をカレンダーロールで押し潰し、巻き取るとある。しかしながら、この方法では、耳部を再生または廃棄することを前提としており、生産収率が下がり、コストが上がる問題がある。

また特許文献２には、ウェブの幅方向の両端を長さ方向に沿って適当な耳幅となるように折り返した後、ウォーターエンタングル処理を施して耳部を補強するとある。しかしながら、この方法は専用装置が必要であり、且つスパンレース法限定の方法であることから、スパンボンド法には直ちに適用できない。

また耳部の形成要素である糸条群の分散性に関しても種々な提案がなされている。

例えば、特許文献３には、エアサッカーの下方に、横方向に渡って平面な部分と、この部分に連続して横方向に任意の幅間隔で２つ以上の方向に分離された面を有し、かつ分離された分離角度を任意に調節できる糸条衝突分離板が組み込まれ、糸条群を該糸条衝突分離板に衝突せしめてウェブを製造するとある。しかしながら、この方法は、糸条群の分散を促すものであり、口金端部のから吐出された糸条も衝突板により、分散性が増し、横方向に吹き流れることから耳部の形成には何ら寄与せず、耳部の横配向化防止および同部分の目付低下防止は困難である。

また特許文献４には、内面に斜めに削設された溝が多数ある気流変向装置を備え、糸条群の向きを垂直方向から斜め方向に変向し、均一な長繊維ウェブを捕集するとある。しかしながら、気流変向装置の斜めの溝は全幅で一定の角度で削設されており、口金端部の吐出孔近くからの糸条は気流の干渉が無い横方向に吹き流れ、耳部の繊維配向を制御するものではなかった。
特開２０００−３２８４１４号公報 特開平１１−１７２５６０号公報 特開昭５９−２１６９６３号公報 特開２００１−２０７３６８号公報

本発明の課題は、該エジェクターから噴出される糸条群の横方向への吹き流れによる耳部の繊維配向性を改善し、さらに搬送性が安定し、安定生産可能な不織布の製造方法と不織布の製造装置を提供することである。

本発明はかかる課題を解決するために次のような手段を採用するものである。
１． 複数の吐出孔を有する口金の吐出孔から吐出され、溶融紡糸された連続糸条群をエジェクターで吸引、噴射し、さらに該エジェクターから噴射された連続糸条群を下方に配設された捕集コンベアに捕集し、形成されたウェブを熱接着ロールで熱接着させるスパンボンド不織布の製造方法であって、該エジェクターから噴射された連続糸条群の一部を、該エジェクター噴射の下流方向であって、該口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条部位に対応した横方向の位置に配置され、かつ下式の関係を有する気流変向板の近傍を通過させた後捕集することを特徴とする不織布の製造方法、
［捕集コンベアの法線に対するエジェクターから吐出される気流の噴射角度（θ１）］＜［捕集コンベアの法線に対する気流変向板の傾き角度（θ２）］
２．θ１＋５°≦θ２≦θ１＋５０°である上記不織布の製造方法、
３．気流変向板の中央部側の端部が、口金の横方向における口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条を通じるエジェクターの噴射位置から内側に２０〜３００mmの位置に存在している上記いずれかの不織布の製造方法、
４．気流変向板の気流噴射方向の長さが、１０〜３００mmである上記いずれかの不織布の製造方法、
５．複数の吐出孔を有する溶融紡糸用口金、溶融紡糸された糸条群を吸引、噴射するエジェクター、該エジェクターから噴射された連続糸条群を吸引しウェブを形成する捕集コンベア、および形成されたウェブを熱接着する熱接着ロールを有するスパンボンド不織布の製造装置であって、さらに気流変向板を、エジェクターの噴射口近傍であって、口金の横方向の端部の糸条部位に対応した位置に取り付けたことを特徴とする不織布製造装置、
６．さらに熱接着ロールにより熱接着されたスパンボンド不織布を巻き取るワインダーを有する上記不織布製造装置、
７．気流変向板の捕集コンベアの法線方向に対する角度または気流変向板の幅が調節可能である上記いずれかの不織布製造装置、８．気流変向板の内側の端部が、口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条を通過するエジェクターの噴射口から中央部側に２０〜３００mmとなるよう調節可能である上記いずれかの不織布製造装置。

本発明によると、スパンボンド不織布をシート切れが少なく、安定して製造することができる。

本発明はかかる課題に対し、鋭意検討した結果、口金端部の吐出孔からの糸条を通じるエジェクターの噴射口に、連続糸条群が捕集されるところの捕集コンベア部の法線（捕集コンベア部が平面の場合は垂線となる）に対する該エジェクターから吐出される気流の噴射角度θ１に対し、当該捕集コンベア部の法線に対する角度θ２が高い、好ましくはθ１＋５°≦θ２≦θ１＋５０°である傾き角度θ２を有する気流変向板を取り付けた不織布製造装置を用い、不織布を製造したところ、かかる課題を一挙に解決したものである。

本発明の詳細を以下、図を用いて説明する。本発明の不織布製造装置は図１に例示されるとおりであり、図１では併せて糸条およびウェブを図示している。複数の吐出孔を有し、エジェクター側から見た際に矩形の形状を有する溶融紡糸用口金１、溶融紡糸された糸条群２を吸引、噴射するエジェクター３、エジェクター３で噴射された連続糸条群を捕捉しウェブ４を形成するための捕集装置である捕集コンベア５、形成されたウェブを熱接着する熱接着ロール６、熱接着されたウェブを巻き取るワインダー７で構成され、さらに口金の幅方向の端部の糸条部位に対応したエジェクターの噴射口に気流変向板８を取り付けた不織布製造および巻取の装置である。

次に不織布製造装置の紡糸用口金、エジェクターおよび捕集コンベアの一部を眺めた斜視図である図２を用いて気流変向板の取り付け位置を説明する。口金１の吐出孔から溶融紡糸された連続糸条群２を吸引・噴射するエジェクター３が存在する。さらにエジェクター３の噴射口の下流の近傍で、かつ口金の端部の吐出孔からの糸条部位を通じる位置の周辺に、気流変向板８を両側に計２つ設けてある。捕集コンベア５において、連続糸条群が気流変向板の近傍を通過することなく捕集されるところの法線とエジェクターから吐出される気流の噴射角度とのなす角をθ１とし、同じ法線と気流変向板とがなす角度をθ２とした場合、θ１＜θ２となるよう、さらに好ましくはθ１＋５°≦θ２≦θ１＋５０°となるような角度で気流変向板が取り付けられている。

次に気流変向板の原理について、紡糸用口金、エジェクターおよび捕集コンベアの一部を横方向から見た図（一部断面図）である図３を用いて説明する。本装置ではθ１が０°となっている。

押出機により溶融されたポリマーがポリマー入口１１より流入し、口金１の吐出孔より紡出される。形成された糸条群２を、外部より供給される圧縮空気によりエジェクター３から吸引・噴射し、延伸、分散しながら下方に配設した捕集装置である捕集コンベア５により捕集する。気流変向板８を取り付けていないところでは、中央部の気流の流れは、隣り合う気流の干渉のため、エジェクター吐出される気流の噴射方向である垂直方向即ちθ１が０°となる方向に流れ、それに伴い、糸条群もその方向を中心として流れていく。それに対し、気流変向板８を有する位置については、中央部気流流れ方向θ１に対し、特定の傾きθ２を有していることから、コアンダー効果（気流が物の面に沿って流れる特性）の作用により、気流はθ２方向に変向される。これにより、糸条群も糸条群の流れ１２のようにθ２方向へ流れることから、これまで横方向に吹き流れていた口金の端部の吐出孔付近からの糸条群を、縦方向に配向させ変向が増加する傾向となる。形成される耳部の繊維配向は、気流変向板がない場合の横配向の傾向から縦配向の傾向となる。

気流変向板の取り付け位置は口金端部の吐出孔からの糸条に対応した該エジェクターの噴射口に限定されるものではなく、例えば、エジェクター噴射口に糸条群の開繊を促す整流板なるものをつけ、口金の端部の吐出孔からの糸条が吹出する整流板の口の近くに取り付けることも可能である。その場合は気流変向板８の有する傾き角度θ２は気流の噴出角度θ１に対し、θ１＋５°≦θ２≦θ１＋５０°が好ましい。

本発明を実施するにあたって、簡便な構造を持つ気流変向板を図４に示す。図４は気流変向板をエジェクターの一部３ｂにボルトで取り付けた状態を示しており、該エジェクターの一部３ｂへの取付板１３と角度を有する気流噴射方向制御板１４とにより構成される気流変向板であり、エジェクター部への取り付け方法としては、該エジェクター部から生産中に外れることのない方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ボルト固定や両面テープによる接着等、任意に選定できるものである。

θ２がθ１＋５度未満であるとθ２の方向への気流の変向が小さいため、気流変向板を取り付けた位置から流れる糸条群は横方向にも吹き流れ、繊維の縦配向化が不十分となる傾向がある。またθ２がθ１＋５０°を超えると気流の変向が大きいことで糸条の捕集位置はエジェクター中央部の落下地点に比べ遠い位置となり、また分散も大きいことから捕集が困難となる傾向がある。さらにθ１とθ２との関係について言えば、好ましくはθ１＋１５°≦θ２≦θ１＋３５°の関係である。

気流変向板の内側での端部の位置は、耳部の繊維縦配向性を高めるため、また耳部以外の品位を高めるため、口金の端部の吐出孔からの糸条に対応したエジェクター噴射口を基点として２０mm以上、さらに３０ｍｍ以上、また３００ｍｍ以下、さらに１５０mm以下の範囲が好ましい。また気流変向板の外側で端部の位置は、糸条群の分散性による縦配向性を高めるという観点から、エジェクターの設計は通常、口金幅よりも広く設計されることが好ましく、さらに口金の端部の吐出孔からの糸条に対応した幅端部の糸条に対応した該エジェクター噴射口を基点とした外側への距離として、１０〜１５０mmで取り付けられていることが好ましく、より好ましくは１０〜５０mmである。

気流変向板の糸条の流れ方向の長さは、１０mm未満では、糸条群が大きく分散し、繊維の縦配向が不足し、気流変向板の気流噴射方向の長さが３００mmを超えると糸条群の分散が小さくなり、耳部の繊維の開繊性が悪化するため、気流変向板の角度をつけた部分の長さは１０〜３００mmが好ましく、より好ましくは５０〜１５０ｍｍである。

気流変向板の材質は、切削が発生しにくい物質であれば、実用上問題なく使用することができるがステンレス鋼が好ましく使用される。

気流変向板の角度、幅、気流噴射方向の長さは、目付、繊度その他条件変更に伴い調整が必要であり、収率の観点から生産中であっても生産を止めることなく容易に調節可能であることが好ましい。

気流変向板の角度調節の手法について例示すると図５に示すとおり、取付板１３と気流噴射方向制御板１４とから構成される気流変向板であって、エジェクターの一部３ｂに取り付けられる部分にかなめピン１５を備えることにより、気流噴射方向制御板１４を手動で動かせば、かなめピン１５の摩擦および固定により容易に任意の角度調節が可能となる。

取り付けられた気流変向板の幅の調節の手法について例示すると図６に示すとおり、エジェクターの一部３ｂに取り付けられた固定板１６の内部に長形の孔１７が開けられ、気流噴射方向制御板１４が接合した気流変向板上板１８がボルト１９を介して固定板１６に固定されている取り付け方法である。気流変向板上板１８および気流噴射方向制御板１４がボルト１９を弛緩、固定することにより、噴射方向制御板１４および気流変向板上板１７の幅方向の移動が可能となり、任意の位置でボルト固定することで気流変向板の幅方向の移動が可能となる。

気流変向板の気流噴射方向の長さ調節の手法について例示すると図７に示すとおり、エジェクターの一部３ｂに取り付けられた取付板１３と気流噴射方向制御板１４から構成される気流変向板であって、気流変向板の噴射方向制御板の裏側（気流が流れる面とは逆の面）に気流変向板の幅に対応し一定の長さを有する制御板をボルト１９で接続することで、気流変向板の噴射方向の必要長さ分の追加気流噴射方向制御板２０を継ぎ足すことにより、容易に調節可能である。

本発明で製造される不織布の材料としては、溶融可能な樹脂であればよく、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどが利用でき、さらにポリエステルとポリオレフィンとの芯鞘複合繊維を含めいずれの繊維が製造可能である。

本発明の効果を以下の実施例に示す。
評価方法
各気流変向板の条件時において、２０g/m²の不織布を製布速度１３４m/minで１２時間製布した際の耳部起因によるシート切れ回数をカウントし、計３回以下を合格とした。

［実施例１］
図１に示す矩形口金１、溶融紡糸された糸条群２を吸引する矩形のエジェクター３、該エジェクター３で噴射された連続糸条群を吸引しウェブを形成する捕集装置コンベア５、形成されたウェブ４を熱接着する熱接着ロール６、熱接着されたウェブを巻き取るワインダー７で構成されるスパンボンド不織布の製造装置において、材質がステンレス鋼である気流変向板を該口金幅端部の糸条に対応する該エジェクターの噴射口に取り付けた。また気流変向板の条件を幅１３５mm、気流噴射方向の長さ１００mm、エジェクターのθ１を０度（垂直落下）としたのに対し、θ２を２５度の角度に設定した。原料はポリエステルを使用し、口金は１５００mm幅、孔の数（以下ｈ数という。）を４０００とし、紡糸条件を単孔吐出量１g/min、紡速５０００m/min、捕集距離を７００mmで不織布を製造した。

［実施例２］
エジェクター噴射角度を１０度に設定し、取り付けた気流変向板の条件を幅１００mm、気流噴射方向の長さ１２０mm、１８度の角度とした以外は実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［実施例３］
エジェクター噴射角度を１０度に設定し、取り付けた気流変向板の条件を幅１００mm、気流噴射方向の長さ１５０mm、３５度の角度とした以外は実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［実施例４］
エジェクター噴射角度を１０度に設定し、取り付けた気流変向板の条件を幅１００mm、気流噴射方向の長さ８０mm、４５度の角度とした以外は実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［実施例５］
エジェクター噴射角度を１０度に設定し、取り付けた気流変向板の条件を幅１００mm、気流噴射方向の長さ１３０mm、３５度の角度とした以外は実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［比較例１］
気流変向板を取り付けず、実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［比較例２］
取り付けた気流変向板の条件をエジェクター噴射角度０度（垂直落下）に対し、８０度の角度とした以外は、実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

［比較例３］
エジェクター噴射角度を１０度に設定し、取り付けた気流変向板の条件を幅１００mm、気流噴射方向の長さ８０mm、１３度の角度とした以外は実施例１と同様な条件で不織布を製造した。

上記実施例および比較例の結果を表１に示すが、実施例１〜５の条件では、シート切れ回数０〜１回であり、良好な結果となり、本発明での気流変向板を配置することの効果を確認した。

気流変向板を有する不織布製造装置の概略図 気流変向板を有する不織布製造装置の概略斜図 気流変向板を有する不織布製造装置の概略図（一部は断面図） 気流変向板 角度調節可能な構造を有す気流変向板 幅調節可能な構造を有す気流変向板 長さ調節可能な構造を有す気流変向板

符号の説明

１：溶融紡糸用口金
２：糸条群
３：エジェクター
３ｂ：エジェクターの一部
４：ウェブ
５：捕集コンベア
６：熱接着ロール
７：ワインダー
８：気流変向板
９：口金幅端部の糸条
１０：エジェクターの噴射口
１１：ポリマー入口
１２：気流変向板近傍を通じた糸条群の流れ
１３：取付板
１４：気流噴射方向制御板
１５：かなめピン
１６：固定板
１７：長形の孔
１８：気流変向板上板
１９：ボルト
２０：追加気流噴射方向制御板

Claims (8)

1. 複数の吐出孔を有する口金の吐出孔から吐出され、溶融紡糸された連続糸条群をエジェクターで吸引、噴射し、さらに該エジェクターから噴射された連続糸条群を下方に配設された捕集コンベアに捕集し、形成されたウェブを熱接着ロールで熱接着させるスパンボンド不織布の製造方法であって、該エジェクターから噴射された連続糸条群の一部を、該エジェクター噴射の下流方向であって、該口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条部位に対応した横方向の位置に配置され、かつ下式の関係を有する気流変向板の近傍を通過させた後捕集することを特徴とする不織布の製造方法。
   ［捕集コンベアの法線に対するエジェクターから吐出される気流の噴射角度（θ１）］＜［捕集コンベアの法線に対する気流変向板の傾き角度（θ２）］
2. θ１＋５°≦θ２≦θ１＋５０°である請求項１記載の不織布の製造方法。
3. 気流変向板の中央部側の端部が、口金の横方向における口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条を通じるエジェクターの噴射位置から内側に２０〜３００mmの位置に存在している請求項１または２いずれかに記載の不織布の製造方法。
4. 気流変向板の気流噴射方向の長さが、１０〜３００mmである請求項１〜３いずれかに記載の不織布の製造方法。
5. 複数の吐出孔を有する溶融紡糸用口金、溶融紡糸された糸条群を吸引、噴射するエジェクター、該エジェクターから噴射された連続糸条群を吸引しウェブを形成する捕集コンベアおよび形成されたウェブを熱接着する熱接着ロールを有するスパンボンド不織布の製造装置であって、さらに気流変向板を、エジェクターの噴射口近傍であって、口金の横方向の端部の糸条部位に対応した位置に取り付けたことを特徴とする不織布製造装置。
6. さらに熱接着ロールにより熱接着されたスパンボンド不織布を巻き取るワインダーを有する請求項５記載の不織布製造装置。
7. 気流変向板の捕集コンベアの法線方向に対する角度または気流変向板の幅が調節可能である請求項５または６記載の不織布製造装置。
8. 気流変向板の内側の端部が、口金の横方向の端部の吐出孔からの糸条を通過するエジェクターの噴射口から中央部側に２０〜３００mmとなるよう調節可能である請求項５〜７いずれか記載の不織布製造装置。

Images