JP2635924B2 - 繊維の面状構成体を製造する方法と装置 - Google Patents

繊維の面状構成体を製造する方法と装置

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JP2635924B2
JP2635924B2 JP5307992A JP30799293A JP2635924B2 JP 2635924 B2 JP2635924 B2 JP 2635924B2 JP 5307992 A JP5307992 A JP 5307992A JP 30799293 A JP30799293 A JP 30799293A JP 2635924 B2 JP2635924 B2 JP 2635924B2
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バルト ペーター
ディートリッヒ ベルント
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets
    • DTEXTILES; PAPER
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    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維の面状構成体を製
造する方法であって、ポリマー材料の溶融物を紡糸ロー
タを用いて糸の形状に移し、これらの糸を引き続き結合
させ、固化させて面状構成体にし、この場合、糸を紡糸
ロータから放出した後、未だ粘着性を有する状態で糸に
空気流を与え、かつ空気流内に個体粒子を散布する形式
のものに関する。
【0002】
【従来の技術】スパンボンド法により製造することので
きる極細繊維不織布は、原材料の組成や、引続き行なわ
れる加工形式に応じて異なる材料特性を有している。
【0003】遠心紡糸法は、多年来、公知である。この
方法は、起源がガラス繊維の製造法にあり、数年来、ポ
リマー材料の加工に用いられている。繊維不織布の製造
方法は、たとえば次の文書、すなわちEP007108
5A1、EP0168817A2、DE3105784
A1、DE3215810C2、DE31801080
A1、US4,277,436に説明されている。
【0004】合成材料から繊維不織布を製造する方法の
場合、ポリマー顆粒が、大ていの場合、押出機内で溶解
され、max.200バールの過圧下で、3000〜1
1000rpmの紡糸ロータ内へ供給される。紡糸ロー
タは加熱部材により電気式に加熱される。紡糸ロータか
ら半径方向に出てくる糸は、変向され、コンベアベルト
上で固化し、面状構成体となり、送出される。
【0005】その場合、不織布用の細い糸を不織布材料
として送出するための方法は、たとえばDE−PS32
15810C2に記載のように、極めて複雑で、出費も
高額であることが多い。その場合、糸は流動的な冷却媒
体により案内されるが、その場合には、ウェブを引続き
乾燥させる必要もある。
【0006】繊維不織布にフィルター目的で静電気を帯
電させる公知の方法の場合、フィルター部材が、余り長
く使用しないうちに放電するため、フィルター効果はか
なり低下する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、繊維不織布製フィルタ部材が、比較的長期間使用
した後も、なおフィルタ効果を有する帯電状態を維持で
きるようにする方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の方法では、空気流を糸に当てる前に空気流内
に固体粒子を散布し、かつ高温ガス粒子混合物を、回転
に基づき紡糸ロータの表面に発生する境界層流により糸
の出口に向けて未だ粘着性の糸に供給する。個体粒子
は、フィルタ部材の用途に応じて異なる材料から成るよ
うにする。室温で塊状物を形成し、それにより帯電が中
性化されるダイポールには、たとえばチタン酸バリウム
粒子が用いられる。空気流を用いて、個体粒子を120
℃以上に加熱すると、帯電状態が失われる。この状態で
は、個体粒子は、空気流に向いた未だ可塑的な繊維表面
に一様に分配されて、繊維に付着する。このソールトス
ティック効果により、面状構成体のフィルタ作用にマイ
ナスの影響を与える別個の接着材を使用しないで済む。
付着させる個体粒子の寸法が増すにつれて、繊維不織布
のフィルタ作用は、更に改善される。
【0009】請求項4に記載の通り、糸には、粒子の付
着直後にイオン化照射が行なわれる。このイオン化照射
により粒子の付着した繊維はフィルタ効果を有する帯電
状態となり、この状態は、比較的長期間フイルタを使用
した後も有効に維持される。
【0010】糸は、形態付与され、固化せしめられたの
ち、請求項5に記載の通り、担体不織布上を連続的に進
行せしめられ、保管場所へ送られる。紡糸ロータの周囲
にリング状に配置可能で、担体材料やカバー材料をも取
囲む吸込ボックスは、粒子の付着した帯電糸を有するウ
ェブを被覆するのに役立つ。ウェブは、引続きローラ対
によって薄板状にされ、巻取ステーションで巻取られ
る。
【0011】加えて、本発明は繊維の面状構成体を製造
する装置であって、出口を備えて軸を中心として回転可
能な紡糸ロータを有しており、糸にガスを連続的に供給
する補助手段及びガス内に個体粒子を連続的に供給する
補助手段が紡糸ロータに隣接して配設されている形式の
ものに関する。
【0012】紡糸フリース材料を製造する装置は、構造
が簡単で、信頼性があり、ほとんど保守を必要とせず作
動可能であり、同時に極めて様々の原製品を出来るだけ
多くの最終製品に加工できるものでなければならない。
【0013】遠心紡糸装置も、同じように多年前より公
知であり、次の文書、すなわちEP0071085A
1、EP0168817A2、DE3105784A
1、DE3215810C2、DE3801080A
1、US4,277,436に記載されている。
【0014】従来の技術により公知のこれらの装置の場
合には、言うまでもなく注意を要する点は、紡糸ロータ
内へ溶融物を送入するさいの高圧のため、静止部材と可
動部材との間にシールを必要とする点である。このシー
ルは摩耗部品であり、これが損傷した場合には、往々に
して全装置が停止させられる。溶融ポリマー材料をほと
んど無圧力で紡糸ロータ内へ送入する形式の遠心紡糸装
置の場合も、フィルタ目的に製造される不織布材料は、
ほぼ無期限に静電帯電可能であるようには構成されてい
ない。
【0015】本発明の根底をなす課題は、より長期にわ
たり使用したのちも、なおフィルタ部材としてフィルタ
効果を有する帯電状態が維持されるような不織布を製造
し得るように装置を更に継続開発することにある。
【0016】前記課題を解決するために本発明の構成で
は、糸にガスを連続的に供給する補助手段が、軸方向で
紡糸ロータに対して前置されたリングノズルから成って
おり、リングノズルが、紡糸ロータの外周に向けられて
いて紡糸ロータの回転に際して紡糸ロータの表面の境界
層流に通じる出口を有しており、ガス内に個体粒子を連
続的に供給する補助手段が、軸方向で紡糸ロータに対し
て前置された粒子容器から成っており、粒子容器がリン
グノズルに開口する出口を有している。
【0017】
【0018】
【0019】粒子容器とリングノズルとのこのような配
置は、特に有利であることが判明している。この配置に
より装置のコンパクトな構成が可能になり、かつ高温ガ
ス流内へ粒子を問題なしに供給することができる。境界
層流内のガスに、リングノズルの外側に加えられる粒子
を供給することは、構成上著しく出費が多くなり、紡糸
ロータの周面にわたって一様に粒子を分配できない点が
問題である。
【0020】請求項7に記載のように、粒子容器の出口
横断面は変更可能にしておくのが有利である。これによ
り、高温ガスに供給される粒子量は、常時、簡単に変更
することができる。その場合、装置内では大きさや形状
の点で様々の粒子を加工することができる。
【0021】請求項8による紡糸ロータは、糸を静電帯
電させるため、コロナ素子により取囲まれている。コロ
ナ素子は、出口の半径方向平面に、軸方向で両側に隣接
して配属されている。糸が紡糸ロータから出てくると、
直ちに高電圧電界を通って案内され、その帯電担体が整
列せしめられる。引続き糸がフィルタ効果を有するよう
に帯電され、この帯電状態は、比較的長期間、フィルタ
を使用した後も有効である。
【0022】請求項9及び10は、請求項9によりリン
グ状に構成され、紡糸ロータに対して、請求項10に従
って定置支承しておくことのできるコロナ素子に関する
ものである。リング状の構成と定置支承とにより、紡糸
ロータが高回転数の場合にも装置内に不釣合が生じるこ
とがない。加えて、定置コロナ素子の場合、回転慣性力
が発生しない。このため、紡糸ロータの回転数の変更と
修正とが、より迅速かつ精確に行なうことができる。
【0023】
【実施例】以下で略示図面1から5について本発明を説
明する。
【0024】図1には本発明による装置の配置が略示さ
れている。装置を分かり易く示すために、カバー材料1
5(図3参照)と吸込ボックス5の上部は除去されてい
る。紡糸ヘッド1の回転により、紡糸ヘッド1内のポリ
マー溶融物に遠心力が加えられる。溶融物は紡糸ヘッド
1の内周の、ノズル3の前に溜まり、紡糸ヘッド1の回
転数4(ひいては遠心力)と溶融物の粘度とに応じてノ
ズル3から外へ圧出される。ノズル3から出て来る未だ
可塑的な多数の糸10は、空気の制動効果と、遠心力
と、糸自体の慣性とにより著しく延伸される。
【0025】紡糸ヘッド1に対し軸方向に担体材料14
とカバー材料15とがノズル3のところを通過する。紡
糸ヘッド1は、担体材料14とカバー材料15とにより
半径方向に取囲まれている。吸込ボックス5により、糸
は、固化後、担体不織布14及びカバー不織布15の間
に挟まれて連続的に進行し、保管場所へもたらされる。
ロールギャップ6内では、極細繊維不織布16で裏打ち
された2枚のウェブが重ねられ、図示されていない巻取
りステーションで巻取られる。
【0026】図2は、少なくとも1列のノズルリング7
を有する紡糸ヘッド1と駆動軸2とを示している。軸方
向で紡糸ロータ1に前置され、紡糸ロータ1の外周側に
向いた出口を有するリングノズル8から、高温ガス粒子
混合物9が回転する紡糸ロータ1に吹付けられる。回転
する紡糸ロータ1はその表面に沿って境界層流を生じさ
せる。これによって高温ガス粒子混合物9が、ノズル3
から出てきて未だ可塑的な糸10に達する。混合物9の
粒子は糸10の表面に付着する。糸10に粒子17が付
着した直後、糸はコロナ素子12,13に電圧を加える
ことにより生じる高電圧電界11を通過せしめられる。
【0027】これにより、静電気が粒子の付着した糸に
帯電せしめられる。帯電した糸は、紡糸ヘッド1の周囲
に半径方向に配置されて、吸込ボックスから発生する吸
込流によって、担体材料14とカバー材料15上に吸着
され、そのまま保管場所へ送られる。
【0028】図3は本発明によるフィルタ材料の構造を
示したものである。担体材料14とカバー材料15との
間には、極細繊維不織布16が挟み込まれている。不織
布16には粒子17が付着している。粒子17のダイポ
ール効果によりフィルタを比較的長く使用した後も有効
であり続ける濾過効果性帯電は、粒子の付着した不織布
16,17により維持される。
【0029】図4は、ポリマー材料から成る繊維を拡大
して略示したものである。繊維表面に付着している粒子
17は、長い使用期間中、良好な使用特性を生ぜしめ
る。
【0030】図5は、図4の繊維の一部を拡大して示し
た図である。この図から、粒子17が塊状ではなく、ば
らばらに繊維表面に付着している様子が、はっきりうか
がわれる。本発明による方法を用いて、粒子17は繊維
表面に付着し、有効なフィルター面を妨害することがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置の略示図。
【図2】使用される紡糸ヘッド。
【図3】フィルター材料の構造を示した図。
【図4】チタン酸バリウム粒子が表面に付着した繊維の
拡大図。
【図5】図4の繊維の拡大部で、チタン酸バリウムが繊
維表面に付着している様子を略示した図。
【符号の説明】
1 紡糸ヘッド 3 ノズル 4 回転数 5 吸込ボックス 6 ロールギャップ 7 ノズルリング 8 リングノズル 9 高温ガス粒子混合物 10 糸 11 高電圧電界 12,13 コロナ素子 14 担体材料 15 カバー材料 16 極細繊維不織布 17 粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター バルト ドイツ連邦共和国 ビルケナウ レッテ ンヴェーク 64 (72)発明者 ベルント ディートリッヒ ドイツ連邦共和国 アーヘルン プファ ルマット 8 (56)参考文献 特開 昭63−42956(JP,A) 米国特許5123949(US,A)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維の面状構成体を製造する方法であっ
    て、ポリマー材料の溶融物を紡糸ロータを用いて糸(1
    0)の形状に移し、これらの糸を引き続き結合させ、固
    化させて面状構成体にし、この場合、糸(10)紡糸
    ロータ(1)から放出した後、未だ粘着性を有する状態
    糸に空気流与え、かつ空気流内に個体粒子(17)
    を散布する形式のものにおいて、空気流を糸(10)に
    当てる前に空気流内に固体粒子(17)散布し、かつ
    高温ガス粒子混合物(9)を、回転に基づき紡糸ロータ
    (1)の表面に発生する境界層流により糸の出口に向け
    て未だ粘着性の糸(10)に供給することを特徴とす
    る、繊維の面状構成体を製造する方法。
  2. 【請求項2】 個体粒子(17)として室温で凝集する
    ダイポールを空気流内に散布する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ダイポールを空気流によって少なくとも
    120゜に加熱する請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 糸(10)に個体粒子(17)を付着さ
    せた直後に、糸(10)に対してイオン化照射を行う請
    求項1から3のいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 糸(10)に形態付与を行って、固化し
    た後、糸を連続的に担体不織布及びカバー不織布(1
    4,15)に挟んで進行させて、保管場所へもたらす請
    求項1から4のいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 繊維の面状構成体を製造する装置であっ
    て、出口を備えて軸(2)を中心として回転可能な紡糸
    ロータ(1)を有しており、糸にガスを連続的に供給す
    る補助手段及びガス内に個体粒子(17)を連続的に供
    給する補助手段が、紡糸ロータに隣接して配設されてい
    る形式のものにおいて、糸にガスを連続的に供給する補
    助手段が、軸方向で紡糸ロータ(1)に対して前置され
    たリングノズル(8)から成っており、リングノズル
    (8)が、紡糸ロータ(1)の外周に向けられていて紡
    糸ロータ(1)の回転に際して紡糸ロータの表面の境界
    層流に通じる出口を有しており、ガス内に個体粒子を連
    続的に供給する補助手段が、軸方向で紡糸ロータ(1)
    に対して前置された粒子容器(18)から成っており、
    粒子容器(18)がリングノズルに開口する出口を有し
    ていることを特徴とする、繊維の面状構成体を製造する
    装置。
  7. 【請求項7】 粒子容器(18)の出口横断面が変えら
    れるようになっている請求項6記載の装置。
  8. 【請求項8】 糸(10)を静電帯電させるために、紡
    糸ロータ(1)がコロナ素子(12,13)により包み
    込まれており、コロナ素子(12,13)が、軸方向で
    両側に隣接して出口の半径方向平面に配設されている請
    求項6又は7記載の装置。
  9. 【請求項9】 コロナ素子(12,13)がリング状に
    構成されている請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】 コロナ素子(12,13)が、紡糸ロ
    ータ(1)に対して定置に支承されている請求項8又は
    9記載の装置。
  11. 【請求項11】 紡糸ロータの出口から放出された糸を
    連続的に捕捉する補助手段が、軸(2)に対して平行に
    運動可能に設けられている請求項6から10のいずれか
    1項記載の装置。
JP5307992A 1992-12-10 1993-12-08 繊維の面状構成体を製造する方法と装置 Expired - Lifetime JP2635924B2 (ja)

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JPH06220761A JPH06220761A (ja) 1994-08-09
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