JP4058227B2 - メルトブロー装置用ダイ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はメルトブロー装置用ダイに関する。より具体的には、幅方向における面密度及び繊維径のムラが小さいメルトブロー不織布を製造することのできるメルトブロー装置用ダイに関する。特に、平均繊維径が１μｍ以下の極めて細い繊維からなり、幅方向における面密度及び繊維径のムラが小さいメルトブロー不織布を製造することのできるメルトブロー装置用ダイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メルトブロー法により製造したメルトブロー不織布は多方面で利用されているが、近年、より繊維径の細い繊維からなるメルトブロー不織布の要望が高まっている。
【０００３】
このように繊維径の細い繊維をメルトブロー法により形成するためには、（１）紡糸時の樹脂温度を高くする、（２）紡糸時の樹脂流量を少なくする、（３）加熱ガスの温度を高くする、（４）加熱ガスの流量を多くする、ということが有効であることが知られている（例えば、１９８９ ＭｉｌｌｅｒＦｒｅｅｍａｎＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Iｎｃ．刊、ＭｅｌｔｂｌｏｗｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｏｄａｙ Ｐ．５２など）。これらの中でも、（１）紡糸時の樹脂温度を高くして、紡糸時における溶融樹脂の粘度を低下させることが特に有効である。
【０００４】
そのため、一般的なメルトブロー装置を用い、溶融樹脂をダイ本体に送り、ダイ本体の内部において溶融樹脂の温度を高くし、粘度を低下させた状態で溶融樹脂をノズルピースに供給し、このノズルピースから溶融樹脂を紡出し、紡出した溶融樹脂に対して、ノズルプレートとエアリッププレートとの間に形成された通路から加熱ガスを吹き付けて、メルトブロー繊維を形成することが試みられた。この方法によれば、確かに繊維径の小さい繊維からなるメルトブロー不織布を得ることができるが、幅方向において面密度及び繊維径のバラツキが大きいメルトブロー不織布しか得ることができなかった。より具体的には、両端近傍において面密度が高くて繊維径が細く、中心付近において面密度が小さくて繊維径が太い、バラツキの大きいメルトブロー不織布しか得ることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、幅方向における面密度及び繊維径のムラが小さいメルトブロー不織布を製造することのできるメルトブロー装置用ダイを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前述の現象について検討した結果、ダイ本体の内部において溶融樹脂を加熱し、粘度を低下させるという方法によると、従来のダイ本体における樹脂経路が不均一であるため、両端近傍に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂と中心付近に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂とでは、溶融樹脂がダイ本体に供給されてからノズルピースに到達するまでに受ける熱量がかなり違う、つまり、両端近傍に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂は、中心付近に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂よりもより多くの熱量を受けるため、両端近傍に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂は粘度が低く、中心付近に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂は粘度が高くなる。その結果、両端近傍において面密度が高くて繊維径が細く、中心付近において面密度が小さくて繊維径が太いメルトブロー不織布となることを見い出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
つまり、本発明のメルトブロー装置用ダイは、ダイの外縁部を構成しつつ複数個備えられると共にダイ外部の複数の供給管に接続され且つ前記供給管から供給される溶融樹脂を受け入れる溶融樹脂受入部と、前記溶融樹脂受入部に隣接して設けられ且つ前記溶融樹脂を加熱及び／又は冷却して、溶融樹脂の粘度を調節する作用を有する樹脂経路とから構成されることにより、前記溶融樹脂受入部から溶融樹脂を受け入れ、受け入れた溶融樹脂を樹脂経路を通じてノズルピースへ供給できるダイ本体と、
前記ダイ本体から供給された溶融樹脂を紡出できるノズルオリフィスを有する前記ノズルピースと、
前記ノズルピース又はダイ本体と結合して、ノズルピースとの間に、紡出した溶融樹脂に対して吹き付ける加熱ガスの通路を形成できるエアリッププレート、とを備えたメルトブロー装置用ダイにおいて、
前記ノズルオリフィスが一列に配列しているか又は前記ノズルオリフィスが長手方向に二列以上に配列しており、且つノズルオリフィスが一列に配列している場合にはノズルオリフィスをつないでできる直線であるノズルオリフィス列に対して、又はノズルオリフィスが長手方向に二列以上に配列している場合には、ノズルオリフィスを長手方向につないでできる２本以上の直線のうちのいずれかの直線であるノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイ本体を切断して形成される樹脂経路の断面は、どこで切断しても形状及び面積が合同であり、且つ前記ノズルピースの近傍を除いた部分の樹脂経路の断面形状が略長方形状であることを特徴とする。
【０００８】
このような本発明のメルトブロー装置用ダイ（以下、単に「ダイ」という）は、ダイ本体における樹脂経路が均一であるため、両端部に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂、中心部に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂、或いはこれらのノズルオリフィスの間に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂のいずれとも、交換熱量を実質的に等しくすることができ、粘度を実質的に同じにした状態で、溶融樹脂をノズルピースに供給できるため、面密度及び繊維径のバラツキの小さいメルトブロー不織布を製造することができるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のメルトブロー装置用ダイについて、ノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイを切断した断面図である図１を参照しながら説明する。
【００１０】
本発明のダイ本体１は溶融樹脂を溶融樹脂受入部１１から受け入れ、この受け入れた溶融樹脂を樹脂経路１２を通じてノズルピース２へ供給できるものであり、この樹脂経路１２において、溶融樹脂を加熱及び／又は冷却して、溶融樹脂の粘度を調節できるようになっている。この樹脂経路１２は溶融樹脂を加熱及び／又は冷却して溶融樹脂の粘度を調節する作用をするため、この樹脂経路１２におけるダイ本体１と溶融樹脂との熱交換量が不均一であると、ノズルピース２から紡出される溶融樹脂量が不均一となり、幅方向に不均一なメルトブロー不織布しか得られないため、ダイ本体１と溶融樹脂との熱交換量を実質的に同じにすることができるように、溶融樹脂の樹脂経路を均一にする、つまり、ノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイ本体１を切断した際に形成される樹脂経路１２の断面（図１における斜線部分）が、どこで切断しても形状及び面積が実質的に同じである樹脂経路を備えている。つまり、樹脂経路１２をどこで切断しても、樹脂経路１２の断面形状は合同である。
【００１１】
このノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイ本体１を切断した際に形成される樹脂経路１２の断面形状は、図１に示すように、ノズルピース２の近傍を除いた部分の前記断面形状が略長方形状であると、溶融樹脂の流れが円滑であるため好適である。
【００１２】
なお、「ノズルオリフィス列」とは、ノズルオリフィス２１が一列に配列している場合には、ノズルオリフィス２１をつないでできる直線をいい、ノズルオリフィス２１が長手方向に二列以上に配列している場合には、ノズルオリフィス２１を長手方向につないでできる２本以上の直線のうちのいずれかの直線をいう。
【００１３】
本発明のダイはノズルオリフィス列方向に、溶融樹脂受入部１１を複数個備えている。このように溶融樹脂受入部１１を複数個備えていると、溶融樹脂受入部１１に溶融樹脂を供給できる供給管の太さを細くすることができるため、溶融樹脂受入部１１に到達する前の段階において、溶融樹脂単位重量あたりの熱交換速度を速くすることができ、結果として、ダイ本体内部における熱量の交換以外の熱量の交換も含む、溶融樹脂の熱交換量をより均一に制御することができるため、更に面密度及び繊維径のバラツキの小さいメルトブロー不織布を製造することができる。
【００１４】
なお、図１における溶融樹脂受入部１１は供給管と同じ太さであるが、溶融樹脂がより円滑に流れるように、漏斗状（ノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイ本体１を切断した際に形成される樹脂経路１２の断面においては、略三角形状）であっても良い。この場合、溶融樹脂受入部は樹脂経路に含まれない。なお、漏斗状の溶融樹脂受入部はダイ本体に形成されているのではなく、供給管側に形成されていても良い。
【００１５】
本発明のノズルピース２はダイ本体１から供給された溶融樹脂を紡出できるノズルオリフィス２１を有するものであり、ノズルオリフィス２１は一列に規則正しく、又は不規則に配列していても良いし、二列以上に規則正しく配列（例えば、千鳥状）していても、不規則に配列していても良い。
【００１６】
また、ノズルオリフィス２１の直径は特に限定されるものではなく、必要とするメルトブロー不織布を構成する繊維の繊維径によって変化する。例えば、平均繊維径が１μｍ以下のメルトブロー繊維を形成する場合には、０．１〜０．５ｍｍ程度の直径のノズルオリフィス２１を使用するのが好ましい。なお、ノズルオリフィス２１の直径及び長さは全て同じであるのが好ましい。
【００１７】
本発明のエアリッププレート３はノズルピース２又はダイ本体１と結合して、ノズルピース２との間に、紡出した溶融樹脂に対して吹き付ける加熱ガスの通路３１を形成できるものであれば良く、特に限定するものではない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のメルトブロー装置用ダイは、ダイ本体における樹脂経路が均一であるため、両端部に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂、中心部に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂、或いはこれらのノズルオリフィスの間に位置するノズルオリフィスを通過する溶融樹脂のいずれとも、交換熱量を実質的に等しくすることができ、粘度を実質的に同じにした状態で、溶融樹脂をノズルピースに供給できるため、面密度及び繊維径のバラツキの小さいメルトブロー不織布を製造することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のメルトブロー装置用ダイをノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイを切断した断面図
【符号の説明】
１ ダイ本体
１１ 溶融樹脂受入部
１２ 樹脂経路
２ ノズルピース
２１ ノズルオリフィス
３ エアリッププレート
３１ 加熱ガスの通路
Claims (1)
- ダイの外縁部を構成しつつ複数個備えられると共にダイ外部の複数の供給管に接続され且つ前記供給管から供給される溶融樹脂を受け入れる溶融樹脂受入部と、前記溶融樹脂受入部に隣接して設けられ且つ前記溶融樹脂を加熱及び／又は冷却して、溶融樹脂の粘度を調節する作用を有する樹脂経路とから構成されることにより、前記溶融樹脂受入部から溶融樹脂を受け入れ、受け入れた溶融樹脂を樹脂経路を通じてノズルピースへ供給できるダイ本体と、
前記ダイ本体から供給された溶融樹脂を紡出できるノズルオリフィスを有する前記ノズルピースと、
前記ノズルピース又はダイ本体と結合して、ノズルピースとの間に、紡出した溶融樹脂に対して吹き付ける加熱ガスの通路を形成できるエアリッププレート、とを備えたメルトブロー装置用ダイにおいて、
前記ノズルオリフィスが一列に配列しているか又は前記ノズルオリフィスが長手方向に二列以上に配列しており、且つノズルオリフィスが一列に配列している場合にはノズルオリフィスをつないでできる直線であるノズルオリフィス列に対して、又はノズルオリフィスが長手方向に二列以上に配列している場合には、ノズルオリフィスを長手方向につないでできる２本以上の直線のうちのいずれかの直線であるノズルオリフィス列に対して直角な平面によりダイ本体を切断して形成される樹脂経路の断面は、どこで切断しても形状及び面積が合同であり、且つ前記ノズルピースの近傍を除いた部分の樹脂経路の断面形状が略長方形状であることを特徴とする、メルトブロー装置用ダイ。
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