JP2021123805A - Non-woven fabric manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィラメント集合体を空気力学的に延伸させる延伸手段を備える不織布の製造装置に関する。 The present invention relates to a non-woven fabric manufacturing apparatus including a stretching means for aerodynamically stretching a filament aggregate.
不織布の製造装置において、フィラメントから不織布を形成するものがある。例えば、その製造装置の一つであるスパンボンド製法によるものにおいては、紡糸手段により、紡糸口金の多数の紡糸孔から熱可塑性樹脂を溶融紡糸して、フィラメントの束であるフィラメント集合体を形成する。このフィラメント集合体は、冷却手段により、制御された一様流である冷却エアーが水平方向から供給され、所望の硬さに冷却された後に、延伸手段により、垂直方向に引っ張られる。その後、搬送手段により、直接捕集ベルト上に堆積するフィラメント集合体が搬送されるとともに、絡合手段により、フィラメント集合体同士を絡合させ不織布を形成している。 Some non-woven fabric manufacturing devices form a non-woven fabric from filaments. For example, in the spunbond manufacturing method, which is one of the manufacturing devices, a thermoplastic resin is melt-spun from a large number of spinning holes of a spinneret by a spinning means to form a filament aggregate which is a bundle of filaments. .. The filament aggregate is supplied with cooling air, which is a controlled uniform flow, from the horizontal direction by the cooling means, cooled to a desired hardness, and then pulled in the vertical direction by the stretching means. After that, the filament aggregates directly deposited on the collection belt are conveyed by the conveying means, and the filament aggregates are entangled with each other by the entanglement means to form a non-woven fabric.
このような不織布の製造装置においては、フィラメント集合体を捕集ベルト上に堆積させる際に、フィラメント集合体の分散を制御することなく、単に、捕集ベルトに対して略垂直方向から衝突及び堆積させているため、不織布にはムラが生じ、肌触りが低下していた。よって、不織布には、肌触りを向上させるために、つまり、地合の均一性を向上させるために、フィラメント集合体を捕集ベルト上に均一に分散させることが要望されていた。 In such a non-woven fabric manufacturing apparatus, when the filament aggregate is deposited on the collection belt, the filament aggregate is simply collided and deposited from a direction substantially perpendicular to the collection belt without controlling the dispersion of the filament aggregate. As a result, the non-woven fabric was uneven and the texture was reduced. Therefore, the non-woven fabric has been required to uniformly disperse the filament aggregates on the collection belt in order to improve the texture, that is, to improve the uniformity of the formation.
ここで、例えば、特許文献1には、スパンボンド不織布の製造装置において、通路と傾斜板とが作るエッジに接触及び帯電させることを前提として、イジェクターの吐出口に傾斜板を設け、コアンダ効果によりフィラメント集合体を、傾斜板に沿って湾曲させるものが記載されている。また、特許文献1(特に、第2頁右下欄第2−4行参照)には、傾斜板の角度θ及び長さlを適切に設定することにより、この接触摩擦帯電を制御しているものが記載されている。これにより、フィラメント集合体には、所望の帯電量が付与され、フィラメント同士の反発力が生じることにより、空中で分散状態となった後に、捕集ベルト上へと衝突及び堆積させるものである。 Here, for example, in Patent Document 1, in the spunbonded nonwoven fabric manufacturing apparatus, an inclined plate is provided at the discharge port of the ejector on the premise that the edge formed by the passage and the inclined plate is contacted and charged, and the Coanda effect is applied. Described are filament aggregates that are curved along an inclined plate. Further, in Patent Document 1 (in particular, refer to lines 2-4 in the lower right column of page 2), the contact triboelectric charge is controlled by appropriately setting the angle θ and the length l of the inclined plate. Things are listed. As a result, a desired amount of charge is applied to the filament aggregate, and a repulsive force between the filaments is generated, so that the filament aggregate is dispersed in the air and then collides with and is deposited on the collection belt.
しかしながら、特許文献1は、以下の問題点を有していた。第1の問題点は、イジェクターと傾斜板とが作るエッジをフィラメント集合体に意図的に接触させて、フィラメント集合体に接触摩擦帯電を生じさせるものであるため、各フィラメントは、エッジと常時接触摩耗しており、糸切れが生じるおそれがあった(以下、「摩耗による糸切れ」という)。第2の問題点は、帯電したフィラメント集合体を、帯電により空中で分散状態とさせた後に、捕集ベルト上へと衝突させているため、この衝突により、捕集ベルトの搬送方向へと制御されていない過度の分散状態となってしまうおそれがあった(以下、「過度の分散状態」という)。 However, Patent Document 1 has the following problems. The first problem is that the edge formed by the ejector and the inclined plate is intentionally brought into contact with the filament aggregate to cause contact triboelectric charging on the filament aggregate, so that each filament is in constant contact with the edge. It was worn and there was a risk of thread breakage (hereinafter referred to as "thread breakage due to wear"). The second problem is that the charged filament aggregate is dispersed in the air by charging and then collides with the collection belt. Therefore, this collision controls the transport direction of the collection belt. There was a risk of becoming an excessively dispersed state that was not done (hereinafter referred to as "excessively dispersed state").
本発明の目的は、フィラメント集合体の摩耗による糸切れを抑制するとともに、捕集ベルトの搬送方向におけるフィラメント集合体の分散状態を制御可能な不織布の製造装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a non-woven fabric manufacturing apparatus capable of suppressing yarn breakage due to wear of the filament aggregate and controlling the dispersed state of the filament aggregate in the transport direction of the collection belt.
上記課題を解決するために、不織布の製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂をフィラメントから構成されるフィラメント集合体として押し出す紡糸手段と、前記フィラメント集合体を空気力学的に延伸させる延伸手段と、前記フィラメント集合体を堆積させ所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、を備え、前記延伸手段は、吸引口と、吐出口と、前記吐出口を画定する前記搬送方向の上流側の内壁と連続的に接続する上端部、及び、前記搬送方向の上流側に向けて湾曲又は傾斜する下端部を有する分散板と、を備え、前記フィラメント集合体は、前記分散板と非接触状態で、前記分散板の下端部より前記搬送方向の上流側に位置する前記搬送手段に向けて放出されるものである。 In order to solve the above problems, the non-woven fabric manufacturing apparatus includes a spinning means for extruding the molten thermoplastic resin as a filament aggregate composed of filaments, a drawing means for aerically stretching the filament aggregate, and the above-mentioned A transport means for depositing filament aggregates and transporting them in a predetermined transport direction is provided, and the stretching means is continuous with a suction port, a discharge port, and an inner wall on the upstream side in the transport direction that defines the discharge port. A dispersion plate having an upper end portion connected to the above and a dispersion plate having a lower end portion curved or inclined toward the upstream side in the transport direction, the filament aggregate is in a non-contact state with the dispersion plate, and the dispersion plate is provided. It is discharged toward the transport means located on the upstream side in the transport direction from the lower end portion of the.
また、上記不織布の製造装置は、前記搬送手段の上面における前記搬送方向と直交する方向からみた、前記分散板の下端部の仮想延長線と前記搬送手段の上面とのなす角度を、30〜89(°)とするものとしてもよい。 Further, the non-woven fabric manufacturing apparatus sets an angle between the virtual extension line of the lower end portion of the dispersion plate and the upper surface of the transport means, which is viewed from a direction orthogonal to the transport direction on the upper surface of the transport means, of 30 to 89. It may be (°).
また、上記不織布の製造装置は、前記分散板の下端部から前記搬送手段の上面への垂線長さを、50〜300(mm)とするものとしてもよい。 Further, in the non-woven fabric manufacturing apparatus, the vertical line length from the lower end portion of the dispersion plate to the upper surface of the transport means may be 50 to 300 (mm).
また、上記不織布の製造装置は、前記搬送手段の上面における前記搬送方向と直交する方向からみて、前記分散板の上端部から下端部に向かうにつれて、前記分散板における接線方向と前記搬送手段の上面とのなす角度が、一定となる又は漸減するものとしてもよい。 Further, the non-woven fabric manufacturing apparatus is viewed from a direction orthogonal to the transport direction on the upper surface of the transport means, and as it goes from the upper end to the lower end of the dispersion plate, the tangential direction of the dispersion plate and the upper surface of the transport means. The angle between the two may be constant or gradually decrease.
また、上記不織布の製造装置は、前記分散板が、単一又は複数の曲面形状、単一又は複数の平面形状、又は、これらの組み合わせからなるものとしてもよい。 Further, in the non-woven fabric manufacturing apparatus, the dispersion plate may have a single or a plurality of curved surface shapes, a single or a plurality of planar shapes, or a combination thereof.
また、上記不織布の製造装置は、前記分散板が、前記搬送方向からみて、前記吐出口の下方を覆うように設けられているものとしてもよい。 Further, the non-woven fabric manufacturing apparatus may be provided so that the dispersion plate covers the lower part of the discharge port when viewed from the transport direction.
本発明によれば、フィラメント集合体の摩耗による糸切れを抑制するとともに、捕集ベルトの搬送方向におけるフィラメント集合体の分散状態を制御可能な不織布の製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a non-woven fabric manufacturing apparatus capable of suppressing yarn breakage due to wear of the filament aggregate and controlling the dispersed state of the filament aggregate in the transport direction of the collection belt.
本発明の実施形態について、図1から図3を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態の態様に限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. However, the present invention is not limited to the aspects of the present embodiment.
<不織布製造装置>
本実施形態による複数のフィラメントの束(以下、「フィラメント集合体」という)3及びこれを含む不織布6は、特別な装置を用いることなく、通常の複合溶融紡糸法による不織布製造装置により得ることができる。中でも、生産性に優れるスパンボンド法による不織布製造装置が好ましく用いられる。
<Non-woven fabric manufacturing equipment>
The bundle of a plurality of filaments (hereinafter referred to as "filament aggregate") 3 according to the present embodiment and the nonwoven fabric 6 containing the same can be obtained by a nonwoven fabric manufacturing apparatus by a normal composite melt spinning method without using a special apparatus. can. Among them, a non-woven fabric manufacturing apparatus by the spunbond method, which is excellent in productivity, is preferably used.
図1は、本発明の一実施形態に係る不織布製造装置の一例としてスパンボンド不織布製造装置(以下、「不織布製造装置」という)100における概略図を、限定目的ではなく例示目的で示す。図中の白抜きの矢印A、矢印B、矢印C及び黒矢印Dは、フィラメント集合体3の紡出方向、フィラメント集合体4の偏向方向、捕集ベルト51の搬送方向(以下、「MD方向」ともいう)及び捕集ベルト51の周回方向をそれぞれ表している。また、図中のX軸方向は、搬送方向C(MD方向)を示すものであり、Y軸方向は、捕集ベルト51におけるMD方向と直交する方向(以下、「CD方向」ともいう)を示すものであり、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向と直交するとともに紡出方向Aと平行な方向を示すものである。
FIG. 1 shows a schematic view of a spunbonded nonwoven fabric manufacturing apparatus (hereinafter referred to as “nonwoven fabric manufacturing apparatus”) 100 as an example of the nonwoven fabric manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, not for a limited purpose but for an exemplary purpose. The white arrows A, arrows B, arrows C and black arrows D in the figure are the spinning direction of the
不織布製造装置100は、第1の押出機11及び第2の押出機12(紡糸手段)と、紡糸口金(紡糸手段)20と、冷却用送風機(冷却手段)30と、イジェクター(延伸手段)40と、捕集コンベア(搬送手段)50と、熱エンボスロール60と、ワインダー70と、から構成される。以下、それらの概要を順に説明する。
The non-woven
第1の押出機11は、第1の原料樹脂1を溶融しながら、螺旋状の第1のローター13の回転により、所定流量の溶融物を紡糸口金20へと送液する。同様に、第2の押出機12は、第2の原料樹脂2を溶融しながら、螺旋状の第2のローター14の回転により、所定流量の溶融物を紡糸口金20へと送液する。
The
(第1の原料樹脂)
第1の原料樹脂1は、熱可塑性樹脂を主成分とする。すなわち、第1の原料樹脂1は、第1の原料樹脂1の全固形分を基準にして90質量%以上100質量%以下の量で熱可塑性樹脂を含むことができる。第1の原料樹脂1に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系の樹脂が化学的に安定していて安全性が高いため、衛生材の用途として好ましく使用される。複合繊維からなるフィラメントの紡糸性等の観点から、熱可塑性樹脂には、ポリプロピレン(PP)がより好ましく使用される。
(First raw material resin)
The first raw material resin 1 contains a thermoplastic resin as a main component. That is, the first raw material resin 1 can contain a thermoplastic resin in an amount of 90% by mass or more and 100% by mass or less based on the total solid content of the first raw material resin 1. As the thermoplastic resin applicable to the first raw material resin 1, polyolefin-based resins such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE) are chemically stable and highly safe, and thus are used as sanitary materials. It is preferably used. From the viewpoint of spinnability of filaments made of composite fibers, polypropylene (PP) is more preferably used as the thermoplastic resin.
(第2の原料樹脂)
第2の原料樹脂2は、熱可塑性樹脂を主成分とする。詳細には、第2の原料樹脂2は、第2の原料樹脂2の全固形分を基準にして90質量%以上100質量%以下の量で熱可塑性樹脂を含む。
(Second raw material resin)
The second raw material resin 2 contains a thermoplastic resin as a main component. Specifically, the second raw material resin 2 contains a thermoplastic resin in an amount of 90% by mass or more and 100% by mass or less based on the total solid content of the second raw material resin 2.
第2の原料樹脂2の主成分に適用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種類を使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。複合繊維からなるフィラメントの触り心地などの風合いの観点から、熱可塑性樹脂には、ポリエチレン(PE)を好ましく使用することができる。 Examples of the thermoplastic resin applicable to the main component of the second raw material resin 2 include polyolefin resins such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE). One type of thermoplastic resin may be used, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of texture such as the feel of a filament made of a composite fiber, polyethylene (PE) can be preferably used as the thermoplastic resin.
(添加物)
複合繊維からなるフィラメントは、第1の原料樹脂1及び第2の原料樹脂2のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂に加えて、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて添加物を含有していてもよい。安全性を確保しつつ必要な機能を発揮させるために、添加物は第1の原料樹脂1及び第2の原料樹脂2を合わせた全固形分を基準にして1質量%以下とすることが好ましい。
(Additive)
In the filament made of the composite fiber, in each of the first raw material resin 1 and the second raw material resin 2, in addition to the thermoplastic resin, additives are contained as necessary within a range that does not impair the object of the present invention. You may. In order to exert the necessary functions while ensuring safety, the additive is preferably 1% by mass or less based on the total solid content of the first raw material resin 1 and the second raw material resin 2. ..
添加物の原料としては、例えば、公知の耐熱安定剤及び耐候安定剤などの各種の安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス等が挙げられる。 Examples of raw materials for additives include various stabilizers such as known heat-resistant stabilizers and weather-resistant stabilizers, antistatic agents, slip agents, anti-blocking agents, antifogging agents, lubricants, dyes, pigments, natural oils, and synthetic oils. Examples include oil and wax.
安定剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)等の老化防止剤;テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アルキルエステル、2,2’−オキザミドビス[エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、1,2-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩;グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステルなどを挙げることができる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。 Stabilizers include, for example, anti-aging agents such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT); tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy). Phenyl) propionate] methane, β- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid alkyl ester, 2,2'-oxamidbis [ethyl-3- (3,5-di-t-butyl) Phenolic antioxidants such as -4-hydroxyphenyl) propionate; fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, calcium 1,2-hydroxystearate; glycerin monostearate, glycerin disstearate, pentaerythritol monostearate , Pentaerythritol distearate, polyhydric alcohol fatty acid esters such as pentaerythritol tristearate, and the like. Moreover, these can also be used in combination.
滑剤としては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド等が挙げられる。 Examples of the lubricant include oleic acid amide, erucic acid amide, stearic acid amide and the like.
また、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、硫化モリブデン等の充填剤を含有していてもよい。 Also, silica, diatomaceous soil, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, pebbles powder, pebbles balloon, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, dolomite, calcium sulfate, potassium titanate, barium sulfate, calcium sulfite, It may contain a filler such as talc, clay, mica, asbestos, calcium silicate, montmorillonite, bentonite, graphite, aluminum powder, and molybdenum sulfide.
紡糸口金20は、所望の繊維構造を形成して吐出するように構成された複数の複合紡糸ノズル(不図示)を有する。このノズルより、第1の押出機11及び第2の押出機12からのそれぞれ溶融物が複合した複合繊維からなるフィラメント集合体3を重力方向に紡出する。
The
冷却用送風機30は、オープン型であり、紡出されたフィラメント集合体3に対し、紡出方向Aと直交する方向であるX軸方向から冷却エアー31を送風し、フィラメント集合体3を冷却する。また、フィラメント集合体3から排気される高温の分離ガス32は、紡出方向Aに沿わず、冷却用送風機30の上方へと排気されることから、フィラメント集合体3を効率的に冷却することができる。
The cooling
イジェクター(延伸手段)40は、オープン型であり、吸引口42a及び吐出口42bを有するボディー42と、吐出口42b周縁における搬送方向Cの上流側に設けられる分散板43と、を備える。ボディー42内において、駆動流体であるイジェクター用高圧エアー41aを紡出方向Aの成分をもたせて噴射させることにより、ボディー42内に低圧部を生成させる。この生成された低圧部により、フィラメント集合体3は、吸引口42aからボディー42の内部に吸引され、圧力回復された駆動流体である吐出エアー41bとともに、吐出口42bから外部に吐出される。詳細は後述するが、この吐出エアー41bは、ボディー42の吐出口42bに設けられる分散板43によるコアンダ効果のため、分散板43に沿って流れる。これにより、イジェクター40から放出されたフィラメント集合体4は、紡出方向Aから偏向方向Bへと、搬送方向Cの上流側へと偏向されながら延伸される。
The ejector (stretching means) 40 is an open type and includes a
捕集コンベア50は、捕集ベルト51と、捕集ベルト51の逆台形型の周回軌道の頂点に掛け回される第1乃至第4のロール55〜58と、上側周回軌道における捕集ベルト51の下方に対向配置される吸引ボックス59と、を備える。この捕集ベルト51は、第1乃至第4のロール55〜58の少なくとも一つの駆動回転に伴い、時計回りに周回軌道を周回方向Dに移動する。イジェクター40により延伸されたフィラメント集合体4は、直接、捕集コンベア50の捕集ベルト51上に所定の厚さに堆積されるとともに、搬送方向Cにある熱エンボスロール60へと搬送される。
The
熱エンボスロール60は、所定温度に加熱された凹凸の円筒面と、平らな円筒面とを有する一対の円筒ロールを備える。一対の円筒ロールは、堆積されたフィラメント集合体5を圧搾し、圧力と熱によりフィラメント集合体5の一部を絡合させ、不織布6を形成する。この交絡処理は、熱エンボス法ともいわれ、この方法により得られる不織布6は、表面にエンボスのパターンが現れる。
The
本実施形態による不織布6には、熱エンボス法の他、繊維の交絡処理の方法として、ニードルパンチ、ウォータージェット、超音波等の手段を用いる方法、またはホットエアースルーにより熱融着させる方法を採用することができる。ニードルパンチ手段は、ニードルをフィラメント集合体5に差し込んで絡合させる方法である。ウォータージェット手段は、高圧の水をフィラメント集合体5に噴射して、絡合させる方法である。超音波手段は、超音波を利用して、一部のフィラメントを溶かして、絡合させる方法である。ホットエアースルーは、ホットエアーをフィラメント集合体5に吹き出して、一部のフィラメントを溶かして絡合させる方法である。 In addition to the thermal embossing method, the non-woven fabric 6 according to the present embodiment employs a method using means such as needle punching, water jet, ultrasonic waves, or a method of heat-sealing by hot air through as a method of fiber entanglement treatment. can do. The needle punching means is a method in which a needle is inserted into a filament assembly 5 and entangled. The water jet means is a method of injecting high-pressure water onto the filament aggregate 5 to entangle them. The ultrasonic means is a method of melting and entwining a part of filaments by using ultrasonic waves. The hot air through is a method in which hot air is blown to the filament aggregate 5 to melt and entangle a part of the filaments.
(不織布)
本実施形態による不織布6は、フィラメント集合体5からなり、1つの層からなる単層構成を有していてもよく、また、複数の層からなる多層構成を有していてもよい。
(Non-woven fabric)
The non-woven fabric 6 according to the present embodiment is composed of a filament aggregate 5, and may have a single-layer structure composed of one layer, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers.
ワインダー70は、連続する不織布6に皺の発生させることなく、所定の巻き硬さで巻き取る。
The
<イジェクター及び捕集ベルトの詳細について>
図2は、図1に示されるイジェクター40及び捕集ベルト51の詳細を説明する斜視図であり、図3は、図2に示される分散板を説明する側面図である。ここで、図2中の黒矢印Eは、吸引ボックス59の吸引方向を表している。さらに、図3(a)中の(I)乃至(IV)は、フィラメント集合体4,5の堆積過程を順に表している。
<Details of ejector and collection belt>
FIG. 2 is a perspective view for explaining the details of the
(イジェクターの詳細について)
イジェクター(延伸手段)40は、ボディー42と、分散板43とを備える。このボディー42は、吸引口42aと、吐出口42bと、吸引口42a及び吐出口42bを連通させる内壁42c(図3参照)と、を有する。また、分散板43は、ボディー42の吐出口42b周縁における搬送方向Cの上流側に設けられ、吐出口42bを画定する搬送方向Cの上流側の内壁42cと連続的に接続する上端部43a(図3(a)参照)と、搬送方向の上流側に向けて湾曲又は傾斜する下端部43bと、を有する。
(Details of ejector)
The ejector (stretching means) 40 includes a
本実施形態における分散板43は、コアンダ効果を利用するために用いられる。ここで、コアンダ効果とは、噴流が粘性効果により、周囲の流体を引き込む現象であり、本実施形態のように、噴流である吐出エアー41bの一側に分散板43がある場合、周囲の流体の代わりに吐出エアー41b自体が分散板43の方に引き込まれることにより、分散板43に沿って流れる現象である。このコアンダ効果よって、フィラメント集合体4は、吐出エアー41bとともに分散板43と非接触状態で、紡出方向Aから偏向方向Bへと、搬送方向Cの上流側に向けて偏向されながら延伸される。したがって、本実施形態における不織布製造装置100は、フィラメント集合体4と分散板43とが、接触することがないため、フィラメント集合体4の摩耗による糸切れを抑制するという効果を奏すること、つまり、前述した特許文献1における第1の問題点(摩耗による糸切れ)を解消することができる。
The
本実施形態における分散板43は、コアンダ効果がより強く働くために、搬送方向Cの上流側の内壁42cと上端部43aとが、滑らかに連続的に接続されることが好ましい。また、本実施形態において、分散板43は、捕集ベルト51の上面における搬送方向Cと直交する方向(CD方向)からみて、同一形状となっており、この形状は、上端部43aから下端部43bに向かうにつれて、分散板43における接線方向と捕集ベルト51とのなす角度が、一定となる又は漸減するものが好ましい。具体的な分散板43の形状としては、上端部43aから下端部43bに向かうにつれて、連続的又は段階的に湾曲又は傾斜するもの、つまり、単一又は複数の曲面形状、単一又は複数の平面形状、又は、これらの組み合わせからなるものが好ましい。さらに、本実施形態の吐出口42bの延在方向(Y軸方向)におけるコアンダ効果を一様に働かせるために、搬送方向Cからみて、吐出口42bの下方を覆うように分散板43をY軸方向に延在させて設けることが好ましい。
In the
(捕集ベルトの詳細について)
上側周回軌道の捕集ベルト51は、分散板43により偏向されたフィラメント集合体4が衝突する衝突領域αと、衝突したフィラメント集合体4の一部が搬送方向Cの上流側へと分散する分散領域βと、堆積されたフィラメント集合体5が搬送される搬送領域γと、に大別される。以下では、図3(a)中の(I)乃至(IV)を用いて、各領域におけるフィラメント集合体4,5の堆積過程を順次説明する。
(Details of collection belt)
The
(I)における衝突領域αでは、捕集ベルト51上の搬送方向Cの上流側へと偏向されたフィラメント集合体4が捕集ベルト51と衝突する。この際、衝突したフィラメント集合体4の一部が搬送方向Cの上流側へと分散されるとともに、フィラメント集合体4の他部が捕集ベルト51上へと堆積される。ここで、偏向されたフィラメント集合体4は、捕集ベルト51と相反する方向に移動していることから、フィラメント集合体4が受ける衝突エネルギーが比較的高くなるため、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側へと積極的に分散させることができる。
In the collision region α in (I), the filament aggregate 4 deflected toward the upstream side in the transport direction C on the
(II)における分散領域βでは、搬送方向Cの上流側へと分散したフィラメント集合体4の一部が、フィラメント集合体4の自重、吸引ボックス59による吸引方向Eへの吸引、及び、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との摩擦力等により運動エネルギーを失う。これにより、このフィラメント集合体4の一部を、X軸方向(搬送方向C)に制御された分散状態で堆積させることができる。
In the dispersion region β in (II), a part of the filament aggregate 4 dispersed upstream in the transport direction C is the weight of the filament aggregate 4, the suction by the
(III)における衝突領域αでは、(II)において堆積されたフィラメント集合体5の上に、(I)において捕集ベルト51上へと堆積されるフィラメント集合体4の他部が積層される。これにより、フィラメント集合体5は、Z軸方向(積層方向)に制御された分散状態で堆積させることができる。
In the collision region α in (III), the other part of the filament aggregate 4 deposited on the
(IV)における搬送領域γでは、(II)及び(III)において、X軸方向(搬送方向C)及びZ軸方向(積層方向)に制御された分散状態とされたフィラメント集合体5が搬送される。 In the transport region γ in (IV), the filament aggregate 5 in the dispersed state controlled in the X-axis direction (transport direction C) and the Z-axis direction (stacking direction) is transported in (II) and (III). NS.
ここで、(I)において、分散領域βへと分散されるフィラメント集合体4の一部と、衝突領域αへと堆積されるフィラメント集合体4の他部との割合を制御するものとして、図3(b)に示すように、偏向されたフィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突角度(図3(b)中のθ参照)や、イジェクター40から放出されたフィラメント集合体4と捕集ベルト51との距離(図3(b)中のL参照)などが重要なパラメータとなっている。したがって、本実施形態における不織布製造装置100は、少なくとも搬送方向Cにおけるフィラメント集合体5の分散状態を制御するという効果を奏すること、つまり、前述した特許文献1における第2の問題点(過度の分散状態)を解消することができる。
Here, in (I), it is assumed that the ratio of a part of the filament aggregate 4 dispersed in the dispersion region β and the other part of the filament aggregate 4 deposited in the collision region α is controlled. As shown in 3 (b), the collision angle between the deflected filament aggregate 4 and the collection belt 51 (see θ in FIG. 3B) and the filament aggregate 4 emitted from the
<偏向されたフィラメント集合体と捕集ベルトとの衝突角度について>
偏向されたフィラメント集合体4は、分散板43の下端部43bの仮想延長線に沿って延伸され、捕集ベルト51と衝突する。よって、偏向されたフィラメント集合体と捕集ベルトとの衝突角度は、図3(b)に示すように、捕集ベルト51の上面における搬送方向Cと直交する方向(CD方向)からみた、分散板43の下端部43bの仮想延長線と捕集ベルト51の上面とのなす角度θと定義する。ここで、詳細は後述するが、衝突角度θを所定の数値範囲内とすることにより、衝突領域αの幅Wαを適切に制御することができる。これにより、偏向されたフィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態(適切な分散領域βの幅Wβ)で堆積させることができる。
<Collision angle between the deflected filament aggregate and the collection belt>
The deflected filament aggregate 4 is stretched along a virtual extension line of the
<イジェクターから放出されたフィラメント集合体と捕集ベルトとの距離について>
分散板43の下端部43bにおいて、フィラメント集合体4が、イジェクター40から放出される。よって、イジェクター40から放出されたフィラメント集合体4と捕集ベルト51との距離は、図3(b)に示すように、分散板43の下端部43bから捕集ベルト51の上面への垂線長さLと定義する。ここで、詳細は後述するが、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との距離Lを所定の数値範囲内とすることにより、フィラメント集合体4が受ける衝突エネルギーを適切に制御することができる。これにより、偏向されたフィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態(適切な分散領域βの幅Wβ)で堆積させることができる。
<About the distance between the filament aggregate emitted from the ejector and the collection belt>
At the
<分散手段及び捕集ベルトの領域の比較評価について>
本発明の実施例1乃至実施例9の各実施例に係る分散手段及び捕集ベルト51の各領域において、物性に係る7個のパラメータについて、比較例1に対する比較評価を行った。この比較評価について、以下の表1に示す。ここで、比較評価における共通する条件として、フィラメント集合体4の材質は、ポリプロピレン樹脂とした。また、捕集ベルト51の搬送速度は、一定(200(m/min))で稼動した。さらに、捕集ベルト51への吸引圧は、一定(−130(Pa))とした。
<Comparative evaluation of dispersion means and collection belt area>
In each region of the dispersion means and the
<糸切れ難さの評価について>
フィラメントに糸切れが生じると、不織布5中に塊状のフィラメントとして出現する。よって、糸切れ難さの評価は、欠陥検出器(COGNEX社製のSmartView自動欠陥検査システム)を用いて、不織布5の面積1m2当たりの塊状(凸状)のフィラメントの個数、つまり、欠陥数を測定し、欠陥数が3個以上であれば、糸切れの発生が多いため「×」、2個であれば、糸切れの発生が少ないため「△」、1個であれば、糸切れの発生がほぼないため「○」、0個であれば、糸切れの発生がないため「◎」とした。
<Evaluation of thread breakage difficulty>
When the filament breaks, it appears as a lumpy filament in the non-woven fabric 5. Therefore, the difficulty of thread breakage is evaluated by using a defect detector (SmartView automatic defect inspection system manufactured by COGNEX), and the number of lumpy (convex) filaments per 1 m 2 of the area of the non-woven fabric 5, that is, the number of defects. If the number of defects is 3 or more, the thread breakage is likely to occur, so "x". If the number is 2, the thread breakage is small, so "△". If the number is 1, the thread breakage occurs. Since there is almost no occurrence of thread breakage, it is evaluated as "○", and if it is 0, it is evaluated as "◎" because there is no occurrence of thread breakage.
<地合の均一性の評価について>
不織布には、フィラメントの太さのばらつきなどによりムラが生じる。よって、地合の均一性の評価は、地合計(野村商事株式会社製のFMT-MIII地合評価システム)を用いて、不織布5の光透過画像を取得し、地合指数(吸光度の変数係数であり、値が小さいほど地合が良好)を測定し、平均値が200以上であれば「×」、平均値が185以上200未満であれば「△」、平均値が170以上185未満であれば「○」、平均値が170未満であれば「◎」とした。
<Evaluation of geological uniformity>
The non-woven fabric has unevenness due to variations in filament thickness and the like. Therefore, for the evaluation of the uniformity of the formation, the light transmission image of the non-woven fabric 5 is acquired by using the total formation (FMT-MIII formation evaluation system manufactured by Nomura Shoji Co., Ltd.), and the formation index (variable coefficient of absorbance) is obtained. The smaller the value, the better the formation), and if the average value is 200 or more, it is "x", if the average value is 185 or more and less than 200, it is "△", and if the average value is 170 or more and less than 185. If there is, it is evaluated as "○", and if the average value is less than 170, it is evaluated as "◎".
<分散手段の種類について>
分散手段の種類は、フィラメント集合体4をコアンダ効果により非接触状態で分散させる分散板、または、フィラメント集合体4と直接接触させることにより、分散させる反射板を用いた。ここで、分散板及び反射板の上端部は、搬送方向Cの上流側の吐出口42bに配置する。また、分散板の下端部は、搬送方向の上流側に向けて傾斜させて配置する一方、反射板の下端部は、Z軸方向からみて、吐出口42bと重なるように、搬送方向の下流側に向けて傾斜させて配置する。この分散手段の種類は、「糸切れ難さ」に影響を及ぼすパラメータである。
<Types of dispersion means>
As the type of the dispersion means, a dispersion plate that disperses the filament aggregate 4 in a non-contact state by the Coanda effect, or a reflector that disperses the filament aggregate 4 by directly contacting the filament aggregate 4 is used. Here, the upper ends of the dispersion plate and the reflector are arranged at the
本実施形態において、分散手段に分散板43が採用されていることが好ましい。ここで、分散板43が採用されていれば、非接触状態で捕集ベルト上にフィラメント集合体4を分散させることができる。これにより、フィラメント集合体4が分散手段と衝突し、摩耗による糸切れが抑制され、「糸切れ難さの評価」を向上させることができる。
In the present embodiment, it is preferable that the
<分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θ(°)について>
分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θ(°)は、図3(b)に示すように、捕集ベルト51の上面における搬送方向Cと直交する方向(CD方向)からみた、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突角度を示す。このフィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突角度θ(°)は、「衝突領域αの幅Wα」とは概ね反比例するとともに、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。
<About the angle θ (°) formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means and the upper surface of the collection belt>
The angle θ (°) formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means and the upper surface of the collection belt is a direction orthogonal to the transport direction C on the upper surface of the
<分散手段の下端部から搬送手段の上面への垂線長さL(mm)について>
分散手段の下端部から搬送手段の上面への垂線長さL(mm)は、図3(b)に示すように、分散板43の下端部43b、つまり、イジェクター40から放出されたフィラメント集合体4と、捕集ベルト51との距離を示す。このイジェクター40から放出されたフィラメント集合体4と捕集ベルト51との距離L(mm)は、「分散領域βの幅Wβ」とは概ね反比例するとともに、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。
<About the vertical line length L (mm) from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the transport means>
As shown in FIG. 3B, the perpendicular length L (mm) from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the transport means is the
<衝突領域αの幅Wα(mm)について>
衝突領域αの幅Wα(mm)は、図3(a)に示すように、偏向されたフィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突が生じる搬送方向Cの幅を示す。この衝突領域αの幅Wα(mm)は、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。
<About the width Wα (mm) of the collision area α>
As shown in FIG. 3A, the width Wα (mm) of the collision region α indicates the width of the transport direction C in which the deflected filament aggregate 4 and the
<分散領域βの幅Wβ(mm)について>
分散領域βの幅Wβ(mm)は、図3(a)に示すように、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突により、上流側の捕集ベルト51上への分散及び堆積が生じる搬送方向Cの幅を示す。この分散領域βの幅Wβ(mm)は、「地合の均一性の評価」に影響を及ぼすパラメータである。
<About the width Wβ (mm) of the dispersion region β>
As shown in FIG. 3A, the width Wβ (mm) of the dispersion region β is dispersed and deposited on the
本実施形態の分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θ(表1参照)は、30〜89(°)であるのが好ましい。ここで、分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θが30(°)以上であれば、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突角度θが浅くなること、つまり、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側に分散させる「衝突領域αの幅Wα」が極端に広くなることを抑制することができる。これにより、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態で堆積させ、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。他方、分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θが89(°)以下であれば、フィラメント集合体4と捕集ベルト51との衝突角度θが深くなること、つまり、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側に分散させる「衝突領域αの幅Wα」が極端に狭くなることを抑制することができる。これにより、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態で堆積させ、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。
The angle θ (see Table 1) formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means of the present embodiment and the upper surface of the collection belt is preferably 30 to 89 (°). Here, if the angle θ formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means and the upper surface of the collection belt is 30 (°) or more, the collision angle θ between the filament aggregate 4 and the
本実施形態の分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さL(mm)(表1参照)は、50〜300(mm)であるのが好ましい。ここで、分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さLが50(mm)以上であれば、フィラメント集合体4が受ける衝突エネルギーが極端に大きくなることを抑制すること、つまり、「分散領域βの幅Wβ」が極端に広くなることを抑制することができる。これにより、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態で堆積させ、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。他方、分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さLが300(mm)以下であれば、フィラメント集合体4が受ける衝突エネルギーが極端に小さくなることを抑制すること、つまり、「分散領域βの幅Wβ」が極端に狭くなることを抑制することができる。これにより、フィラメント集合体4を搬送方向Cの上流側にある分散領域βへと制御された分散状態で堆積させ、「地合の均一性の評価」を向上させることができる。 The perpendicular length L (mm) (see Table 1) from the lower end of the dispersion means of the present embodiment to the upper surface of the collection belt is preferably 50 to 300 (mm). Here, if the perpendicular length L from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the collection belt is 50 (mm) or more, the collision energy received by the filament aggregate 4 is suppressed from becoming extremely large, that is, , It is possible to prevent the "width Wβ of the dispersion region β" from becoming extremely wide. As a result, the filament aggregate 4 can be deposited in the dispersed region β on the upstream side of the transport direction C in a controlled dispersed state, and the "evaluation of the uniformity of the formation" can be improved. On the other hand, when the perpendicular length L from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the collection belt is 300 (mm) or less, it is possible to suppress the collision energy received by the filament aggregate 4 from becoming extremely small, that is, to prevent it from becoming extremely small. It is possible to prevent the "width Wβ of the dispersion region β" from becoming extremely narrow. As a result, the filament aggregate 4 can be deposited in the dispersed region β on the upstream side of the transport direction C in a controlled dispersed state, and the "evaluation of the uniformity of the formation" can be improved.
<分散手段及び捕集ベルトの領域についての比較評価結果>
実施例1乃至実施例9の評価の対比から明らかなように、分散手段として分散板を採用することにより、「糸切れ難さの評価」を「◎」に高めることができるとの結論を得た。したがって、本実施形態における不織布製造装置100は、フィラメント集合体4と分散板43とが、接触することがないため、フィラメント集合体4の摩耗による糸切れを抑制するという効果を奏すること、つまり、前述した特許文献1における第1の問題点(摩耗による糸切れ)を解消することができる。
<Results of comparative evaluation of the area of the dispersion means and the collection belt>
As is clear from the comparison of the evaluations of Examples 1 to 9, it was concluded that the "evaluation of the difficulty of thread breakage" can be enhanced to "◎" by adopting the dispersion plate as the dispersion means. rice field. Therefore, the non-woven
ここで、分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θが30〜89(°)、または、分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さLが50〜300(mm)であれば、「地合の均一性の評価」が「○」以上となり、さらに高めることができる(実施例1〜5参照)。また、分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度θ(°)及び分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さL(mm)が、好ましい数値範囲の中央値よりの値であれば、「地合の均一性の評価」が「◎」となり、より一層高めることができる(実施例1参照)。したがって、本実施形態における不織布製造装置100は、少なくとも搬送方向Cにおけるフィラメント集合体5の分散状態を制御するという効果を奏すること、つまり、前述した特許文献1における第2の問題点(過度の分散状態)を解消することができる。
Here, the angle θ formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means and the upper surface of the collection belt is 30 to 89 (°), or the perpendicular length L from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the collection belt. When is 50 to 300 (mm), the “evaluation of the uniformity of the formation” is “◯” or more, which can be further enhanced (see Examples 1 to 5). Further, the angle θ (°) formed by the virtual extension line at the lower end of the dispersion means and the upper surface of the collection belt and the vertical line length L (mm) from the lower end of the dispersion means to the upper surface of the collection belt are preferable numerical values. If the value is from the median value of the range, the "evaluation of the uniformity of the formation" becomes "◎", which can be further enhanced (see Example 1). Therefore, the non-woven
以上に対し、比較例1では、分散手段として反射板を採用することにより、「糸切れ難さの評価」が「×」となり、低下している。この際、糸切れが多いため、エンボスが均一かつ十分にかからず、不織布を作成することができない。よって、比較例1では、「地合の均一性の評価」は、評価不能となっている。 On the other hand, in Comparative Example 1, by adopting the reflector as the dispersion means, the "evaluation of the difficulty of thread breakage" becomes "x", which is lowered. At this time, since there are many thread breaks, the embossing is not uniform and sufficient, and the non-woven fabric cannot be produced. Therefore, in Comparative Example 1, the "evaluation of the uniformity of the formation" cannot be evaluated.
<その他>
本発明は、上述した各形態や、各実施例、随所に述べた変形例に限られることなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で、適宜の変更や変形が可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications described therein, and can be appropriately modified or modified without departing from the technical idea of the present invention.
1 第1の原料樹脂
2 第2の原料樹脂
3 フィラメント集合体(延伸状態)
4 フィラメント集合体(偏向状態)
5 フィラメント集合体(搬送状態)
6 不織布
11 第1の押出機
12 第2の押出機
20 紡糸口金
30 冷却用送風機
40 イジェクター
41a イジェクター用高圧エアー
41b 吐出エアー
42 ボディー
42a 吸引口
42b 吐出口
42c 内壁
43 分散板
43a 上端部
43b 下端部
50 捕集コンベア
59 吸引ボックス
100 スパンボンド不織布製造装置
L 分散手段の下端部から捕集ベルトの上面への垂線長さ
Wα 衝突領域の幅
Wβ 分散領域の幅
α 衝突領域
β 分散領域
γ 搬送領域
θ 分散手段の下端部の仮想延長線と捕集ベルトの上面とのなす角度
1 First raw material resin 2 Second
4 Filament aggregate (deflection state)
5 Filament aggregate (conveyed state)
6
Claims (6)
前記フィラメント集合体を空気力学的に延伸させる延伸手段と、
前記フィラメント集合体を堆積させ所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、
を備え、
前記延伸手段は、吸引口と、吐出口と、前記吐出口を画定する前記搬送方向の上流側の内壁と連続的に接続する上端部、及び、前記搬送方向の上流側に向けて湾曲又は傾斜する下端部を有する分散板と、を備え、
前記フィラメント集合体は、前記分散板と非接触状態で、前記分散板の下端部より前記搬送方向の上流側に位置する前記搬送手段に向けて放出されることを特徴とする不織布の製造装置。 A spinning means that extrudes a molten thermoplastic resin as a filament aggregate composed of filaments,
A stretching means for aerodynamically stretching the filament aggregate, and
A transport means for depositing the filament aggregates and transporting them in a predetermined transport direction,
With
The stretching means is curved or inclined toward the suction port, the discharge port, the upper end portion that continuously connects the discharge port and the inner wall on the upstream side in the transport direction that defines the discharge port, and the upstream side in the transport direction. With a dispersion plate having a lower end portion,
An apparatus for producing a non-woven fabric, wherein the filament aggregate is discharged from a lower end portion of the dispersion plate toward the transport means located on the upstream side in the transport direction in a non-contact state with the dispersion plate.
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