JP6063012B1

JP6063012B1 - 極細繊維不織布の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP6063012B1
Application number: JP2015144966A
Authority: JP
Inventors: 弘和末光; 後藤　雅宏; 雅宏後藤; 原田　剛; 剛原田
Original assignee: Kasen Nozzle Mfg Co Ltd
Current assignee: Kasen Nozzle Mfg Co Ltd
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: US20180209081A1; EP3327181A4; JP2017025433A; WO2017014109A1; EP3327181A1

Abstract

【課題】極細繊維不織布の製造に用いる紡糸ダイ１を小形化し、もって極細繊維不織布の生産性を向上させる。【解決手段】この紡糸ダイ１は略直方体であり、紡糸ダイ１の長手下端において、複数のノズル孔２が長手方向に配置されてなる。そして、ノズル孔２の片側のみに熱風を噴出させるためのスリットが設けられてなる。この紡糸ダイ１のノズル孔２から熱可塑性重合体を吐出させて極細繊維を得る。ノズル孔２の片側のみに設けられたスリット４から熱風を噴出させる。これにより、吐出された極細繊維はノズルの軸線方向に対して傾斜した方向に吹き付けられる。吹き付けられた極細繊維は、紡糸ダイ１の下方に吸引させて堆積し、極細繊維不織布を得る。【選択図】図２

Description

本発明は、極細繊維不織布の製造方法及び製造装置に関し、特に生産性に優れた製造方法であって、省スペースの製造装置に関するものである。

従来より、極細繊維不織布は、溶融された熱可塑性重合体を吐出するためのノズル孔と、ノズル孔の両側から熱風を噴出すためのスリットを具えた略直方体の紡糸ダイを用いて製造されている。ノズル孔は、略直方体の紡糸ダイの長手方向に多数並んでいる。紡糸ダイは、長手方向が極細繊維不織布の幅方向となるように設置されている。そして、ノズル孔から多数の極細繊維が吐出され、これが堆積されて極細繊維不織布が製造されるのである。

かかる紡糸ダイの横断面模式図は、図１に示す如きものである。すなわち、紙面の表裏方向が紡糸ダイ１の長手方向となっており、ノズル孔２が紡糸ダイ１の長手方向（紙面の表裏方向）に所定間隔で並んでいる。溶融された熱可塑性重合体は、重合体流路３から下方に流動して、ノズルの上端からノズル孔２に至る。一方、加圧された熱風の流通する配管６，６から熱風流路５，５を通って、熱風はノズル孔２の両側に設けられたスリット４，４から噴出している。したがって、ノズル孔２に至った熱可塑性重合体は、スリット４，４から噴出している熱風によって、ノズルの軸線方向に吹き付けられ、極細繊維が得られるのである。なお、かかる紡糸ダイと同様のものは特許文献１にも記載されている。

特開２０１５−１４０６５号公報（図１）

しかしながら、かかる紡糸ダイ１は、ノズル孔２の両側に配管６，６、熱風流路５，５及びスリット４，４を配置する必要があり、紡糸ダイ１が大型になるという欠点があった。本発明の課題は、かかる欠点を解消し、紡糸ダイを小形化することにある。また、紡糸ダイを小形化することにより、複数の紡糸ダイを並列に配置することにより、極細繊維不織布の生産性を向上することにある。

上記課題を解決するために、本発明者が種々検討していたところ、必ずしもノズル孔の両側にスリットを配置する必要がないことに思い至った。すなわち、従来の紡糸ダイが、ノズル孔の両側にスリットを設けている理由は、ノズル孔２から吐出される熱可塑性重合体を、ノズルの軸線方向に吹き付けることにより、吐出された極細繊維を軸方向に延伸して、極細繊維の強度が高めようとするためであると推定される。しかしながら、極細繊維が大気中を浮遊している状態で、極細繊維の軸方向に熱風を吹き付けても、延伸効果が殆ど得られないことが判明した。

そこで、本発明者は、ノズル孔の片側のみから熱風を吹き付けて、極細繊維不織布を製造したところ、従来品と同等の極細繊維不織布が得られるとの知見を得た。本発明は、かかる知見に基づくものである。すなわち、本発明は、略直方体の紡糸ダイの一の長手面において、長手方向に配置された複数のノズル孔から熱可塑性重合体を吐出させて極細繊維を得る工程、前記複数のノズル孔の配置方向片側のみに設けられたスリットから熱風を噴出させて、吐出された前記極細繊維をノズルの軸線方向に対して傾斜した方向に吹き付ける工程及び吹き付けられた前記極細繊維を、前記紡糸ダイの下方に吸引させて、前記極細繊維を堆積させる工程を具備することを特徴とする極細繊維不織布の製造方法に関するものである。また、この製造方法に用いる製造装置に関するものである。

本発明に係る製造方法は、特定の紡糸ダイを用いて行うものである。特定の紡糸ダイの一例として、図２に示した紡糸ダイが挙げられる。図２は略直方体の紡糸ダイの横断面模式図であり、紙面の表裏方向が紡糸ダイ１の長手方向となっている。ノズル孔２が紡糸ダイ１の長手方向（紙面の表裏方向）に所定間隔で複数並んでいる。ノズル孔２には、重合体流路３を通って、溶融された熱可塑性重合体が供給される。そして、ノズル孔２から熱可塑性重合体が吐出され、極細繊維が形成される。

ノズル孔２の配置方向の右側のみにスリット４が設けられている。スリット４には、加圧された熱風の流通する配管６から熱風流路５を通って、熱風が供給され噴出する。したがって、ノズル孔２から吐出された極細繊維は、スリット４から噴出した熱風によって、ノズルの軸線方向に対して左側に吹き付けられる。ここで、ノズルの軸線方向及び極細繊維の吹き付け方向とは、図３に示したとおりの方向のことである。ノズルの軸線方向と極細繊維の吹き付け方向は、一定の角度Θで傾斜している。この角度Θは任意の値であってよいが、一般的に３０〜６０°の範囲であるのが好ましい。なお、極細繊維の吹き付け方向を一定の角度Θにするには、熱風の噴出する角度をノズルの軸線方向に対してΘにすればよいことは言うまでもない。

ノズルの軸線方向に対して一定の角度Θで傾斜した方向に極細繊維が吹き付けられる。この際、紡糸ノズル１の下方に極細繊維を吸引させる必要がある。かかる吸引を行わないと、極細繊維が紡糸ノズル１の下方に設置されているコンベアに均一に堆積されにくくなり、得られる極細繊維不織布の品質が低下する。吸引は、一般的に、ネットコンベア等の通気性コンベアの下方からサクションボックスを用いて減圧することにより、行われる。

図２では、スリット４がノズル孔２の配置方向の右側のみに設けられているが、このスリット４はノズル孔２の配置方向の左側のみに設けられていてもよい。すなわち、図２の紡糸ダイ１の対称となっている紡糸ダイ１であり、図４がかかる紡糸ダイ１の横断面模式図である。

本発明に係る製造方法で用いる装置は、図２及び／又は図４に示された紡糸ダイ１を具備している。すなわち、かかる紡糸ダイ１に、加熱された熱風を供給する管や熱可塑性重合体を供給する管を具えた装置である。現実に、極細繊維不織布を製造する際には、図２又は図４に示された紡糸ダイ１を具えた装置のみを用いてもよいし、図２に示された紡糸ダイ１を具えた装置を二以上組み合わせたもの（例えば図５）、図４に示された紡糸ダイ１を具えた装置を二以上組み合わせたもの（例えば図６）を用いてもよい。さらに、図２に示された紡糸ダイ１と図４に示された紡糸ダイ１とを組み合わせたもの（例えば図７又は図８）を用いてもよい。図７に示された組み合わせ装置は、熱風の噴出方向が対向しているものである。図８に示された組み合わせ装置は、熱風の噴出方向が相互に離反する方向となっているものである。なお、この組み合わせ装置は、二以上の装置を密着させて形成してもよいし、一体物から形成してもよい。

本発明において、極細繊維とは、一般的に繊維径が１〜１５μｍ程度のものである。また、用いられた熱可塑性重合体としては、ポリオレフィン、ポリアミド又はポリエステル等が挙げられる。ノズル孔２の径は０．１〜０．５ｍｍ程度であって、紡糸ダイ１の一の長手面において、長手方向にノズル孔２は３０〜１００個／インチ程度設けられている。なお、ノズルの長さは１〜５ｍｍ程度である。

また、本発明に係る組み合わせ装置において、各装置から吐出される熱可塑性重合体の種類に変更することにより、混繊極細繊維不織布を得ることができる。たとえば、一の装置からはポリエステルを吐出させ、他の装置からはポリプロピレンを吐出させることにより、ポリエステル／ポリプロピレン極細繊維不織布を得ることができる。さらに、本発明に係る組み合わせ装置において、各装置のノズル孔２の径を変更することにより、混繊極細繊維不織布を得ることができる。たとえば、一の装置のノズル孔２の径を０．１ｍｍとし、他の装置のノズル孔２の径を０．５ｍｍとすることにより、異なる繊維径の極細繊維が混在してなる極細繊維不織布を得ることができる。

本発明に係る製造方法で得られた極細繊維不織布は、従来のものと同様に、フィルター材や拭き布等の用途に用いられる。

本発明に係る装置は、図１の従来の装置と対比すれば明らかなとおり、ノズル孔の配置方向片側のみに加圧された熱風の流通する配管、熱風流路及びスリットが設けられているので、装置を小形化しうるという効果を奏する。また、本発明に係る装置を二つ組み合わせても、従来の装置と同等の大きさであるので、かかる装置を用いれば、従来に比べて極細繊維不織布の生産性を二倍に向上しうるという効果を奏する。

極細繊維不織布の製造装置で用いている従来の紡糸ダイの横断面模式図である。本発明に係る極細繊維不織布の製造装置に用いられる紡糸ダイの一例であり、その横断面模式図である。ノズルの軸線方向と、極細繊維の吹き付け方向又は熱風の噴出方向との関係を示した概念図である。本発明に係る極細繊維不織布の製造装置に用いられる紡糸ダイの他の例であり、その横断面模式図である。図２に示した紡糸ダイを二つ組み合わせた極細繊維不織布の製造装置の横断面模式図である。図４に示した紡糸ダイを二つ組み合わせた極細繊維不織布の製造装置の横断面模式図である。図２に示した紡糸ダイと図４に示した紡糸ダイを組み合わせたものであり、熱風の噴出方向が対向している組み合わせ装置の横断面模式図である。図２に示した紡糸ダイと図４に示した紡糸ダイを組み合わせたものであり、熱風の噴出方向が相互に離反する方向となっている組み合わせ装置の横断面模式図である。

１紡糸ダイ
２ノズル孔
３重合体流路
４スリット
５熱風流路
６配管

Claims

略直方体の紡糸ダイの一の長手面において、長手方向に配置された複数のノズル孔から熱可塑性重合体を吐出させて極細繊維を得る工程、
前記複数のノズル孔の配置方向片側のみに設けられたスリットから熱風を噴出させて、吐出された前記極細繊維をノズルの軸線方向に対して傾斜した方向に吹き付ける工程及び
吹き付けられた前記極細繊維を、前記紡糸ダイの下方に吸引させて、前記極細繊維を堆積させる工程
を具備することを特徴とする極細繊維不織布の製造方法。
スリットが複数のノズル孔の配置方向右側のみ又は配置方向左側のみに設けられている請求項１記載の極細繊維不織布の製造方法。
ノズル孔の軸線方向に対して３０〜６０°の角度で傾斜した方向に極細繊維を吹き付ける請求項１記載の極細繊維不織布の製造方法。
略直方体の紡糸ダイの一の長手面において、複数のノズル孔を長手方向に配置すると共に、前記複数のノズル孔の配置方向片側のみに熱風を噴出させるためのスリットが設けられてなり、該スリットから噴出する熱風は、ノズル孔の軸線方向に対して３０〜６０°の角度で傾斜して噴出するように構成されている極細繊維不織布の製造装置。
スリットが複数のノズル孔の配置方向右側のみに設けられている請求項４記載の極細繊維不織布の製造装置。
スリットが複数のノズル孔の配置方向左側のみに設けられている請求項４記載の極細繊維不織布の製造装置。
ノズル孔の配置方向が平行となるように、請求項５記載の製造装置を二以上並列に配置してなる極細繊維不織布の組み合わせ製造装置。
ノズル孔の配置方向が平行となるように、請求項６記載の製造装置を二以上並列に配置してなる極細繊維不織布の組み合わせ製造装置。
ノズル孔の配置方向が平行となるように、請求項５記載の製造装置と請求項６記載の製造装置を並列に配置してなる極細繊維不織布の組み合わせ製造装置。