JP6510158B1 - 溶融紡糸装置及び不織布の製造方法 - Google Patents
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Abstract
フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である溶融紡糸装置。
Description
本開示は、溶融紡糸装置及び不織布の製造方法に関する。
スパンボンド不織布の製造方法としては、紡糸したフィラメントを冷却室に導入した冷却風により冷却したのち、冷却風をそのまま延伸風としてノズルを通して引出し、メッシュベルト上に散布する方法がある。
スパンボンド不織布の製造工程においては、紡糸ノズルから溶融紡糸された多数の連続フィラメントに冷却風を吹き付けることにより、フィラメントを冷却する。このとき、生産性を上げるためにフィラメントの吐出量を多くした場合、それにともなって十分な量の冷却風が必要となる。冷却風が少ないとフィラメントの冷却が不十分となり、ウェブに樹脂固まり（ショット）が発生しやすい。一方、冷却風が多いと過冷却により糸切れが発生しやすい。
そこで、冷却風を多くしても糸切れを生じず、かつ生産性を落とさずに繊維径を小さくすることが可能で、不織布を安定的に製造できる不織布の製造方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、特許文献１では、冷却室に導入される冷却風を上下方向に少なくとも２段に分割し、最下段の冷却風の風速を、最上段の冷却風の風速よりも大きくした不織布の製造方法が提案されている。
しかしながら、特許文献１にて提案されている不織布の製造方法及び装置では、不織布全体の質量分布の均一性（地合い）が悪くなりやすく、いわゆる糸揺れが生じやすいという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、糸切れ及び糸揺れを抑制可能な溶融紡糸装置、並びにこの装置を用いた不織布の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、
前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、
前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、
前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である溶融紡糸装置。
＜２＞ 前記距離Ａは５ｍｍ以上である＜１＞に記載の溶融紡糸装置。
＜３＞ 前記距離Ａに対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ａ）は、５〜５０である＜１＞又は＜２＞に記載の溶融紡糸装置。
＜４＞ 前記第１冷却風供給部の高さ（ｈ１）に対する前記第２冷却風供給部の高さ（ｈ２）の比は、０．５〜１．５である＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜５＞ 前記通気性隔壁の厚さは、１０ｍｍ〜５０ｍｍである＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜６＞ 前記距離Ａに対する前記通気性隔壁の厚さの比（通気性隔壁の厚さ／距離Ａ）は、０．５〜５．０である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜７＞ 前記通気性隔壁は、ハニカム形状を有する＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜８＞ 前記冷却風供給部は、前記通気性隔壁よりも冷却風供給方向の上流側に前記冷却部に供給される冷却風を整流する整流板を備える＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜９＞ 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度を１０℃〜４０℃、及び、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度を、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃に制御する第１制御部を備える＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１０＞ 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）を、０を超え０．７以下に制御する第２制御部を備える＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１１＞ 前記冷却部にて冷却されたフィラメントを延伸する延伸部を更に備え、
前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記延伸部の入り口までの距離（距離Ｃ）に対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ｃ）は、０．２〜０．８である＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１２＞ 冷却及び延伸されたフィラメントを捕集して、不織ウェブを形成する捕集部を更に備え、スパンボンド不織布の製造に用いる＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１＞ フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、
前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、
前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、
前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である溶融紡糸装置。
＜２＞ 前記距離Ａは５ｍｍ以上である＜１＞に記載の溶融紡糸装置。
＜３＞ 前記距離Ａに対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ａ）は、５〜５０である＜１＞又は＜２＞に記載の溶融紡糸装置。
＜４＞ 前記第１冷却風供給部の高さ（ｈ１）に対する前記第２冷却風供給部の高さ（ｈ２）の比は、０．５〜１．５である＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜５＞ 前記通気性隔壁の厚さは、１０ｍｍ〜５０ｍｍである＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜６＞ 前記距離Ａに対する前記通気性隔壁の厚さの比（通気性隔壁の厚さ／距離Ａ）は、０．５〜５．０である＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜７＞ 前記通気性隔壁は、ハニカム形状を有する＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜８＞ 前記冷却風供給部は、前記通気性隔壁よりも冷却風供給方向の上流側に前記冷却部に供給される冷却風を整流する整流板を備える＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜９＞ 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度を１０℃〜４０℃、及び、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度を、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃に制御する第１制御部を備える＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１０＞ 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）を、０を超え０．７以下に制御する第２制御部を備える＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１１＞ 前記冷却部にて冷却されたフィラメントを延伸する延伸部を更に備え、
前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記延伸部の入り口までの距離（距離Ｃ）に対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ｃ）は、０．２〜０．８である＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１２＞ 冷却及び延伸されたフィラメントを捕集して、不織ウェブを形成する捕集部を更に備え、スパンボンド不織布の製造に用いる＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置。
＜１３＞ ＜１＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の溶融紡糸装置を用いて前記複数の紡糸ノズルから紡出されるフィラメントから不織布を製造する不織布の製造方法。
＜１４＞ 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度は１０℃〜４０℃であり、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度は、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃である＜１３＞に記載の不織布の製造方法。
＜１５＞ 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）は、０を超え０．７以下である＜１３＞又は＜１４＞に記載の不織布の製造方法。
＜１６＞ 前記フィラメントは、プロピレン系重合体を含む＜１３＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の不織布の製造方法。
＜１４＞ 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度は１０℃〜４０℃であり、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度は、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃である＜１３＞に記載の不織布の製造方法。
＜１５＞ 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）は、０を超え０．７以下である＜１３＞又は＜１４＞に記載の不織布の製造方法。
＜１６＞ 前記フィラメントは、プロピレン系重合体を含む＜１３＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の不織布の製造方法。
本開示は、糸切れ及び糸揺れを抑制可能な溶融紡糸装置、並びにこの装置を用いた不織布の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
本開示において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
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本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
［溶融紡糸装置］
本開示の溶融紡糸装置は、フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である。
本開示の溶融紡糸装置は、フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である。
本開示の溶融紡糸装置は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備える冷却風供給部を備え、隔壁の通気性隔壁と対面する端部と通気性隔壁における隔壁と対面する側の面との間に隙間を有し、更に、隙間の距離（距離Ａ）が５５ｍｍ以下である。これにより、鉛直上側の第１冷却風供給部と、鉛直下側の第２冷却風供給部との冷却部内での境目における冷却風の風速差を小さくでき、この境目付近にて風速差の小さい冷却風がフィラメントに供給されるため、風速の異なる冷却風が混合されることによる乱れが抑制されて糸切れ及び糸揺れを抑制することができると推測される。
以下、図１を用いて本開示の溶融紡糸装置の構成について説明する。図１に示すように、溶融紡糸装置１００は、紡出部１と、冷却室（冷却部）３と、冷却風供給部４と、通気性隔壁８と、延伸部９と、を備える。また、冷却風供給部４は、隔壁７を介して２段に分割されたものであり、鉛直上側の第１冷却風供給部５と、鉛直下側の第２冷却風供給部６とを備える。更に、隔壁７の通気性隔壁６と対面する端部と、通気性隔壁６における隔壁７と対面する側の面との間に隙間がある。
溶融紡糸装置１００は、紡出部１に供給された樹脂組成物を複数の紡糸ノズルから冷却室３内に吐出し、吐出されたフィラメントを冷却及び延伸させる装置である。また、溶融紡糸装置１００は、スパンボンド不織布の製造に用いる装置であってもよく、例えば、冷却及び延伸させたフィラメントを堆積させる不織ウェブを形成する捕集部を備えていてもよく、不織ウェブを加熱加圧処理する交絡部を備えていてもよい。
溶融紡糸装置１００は、フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部１を備える。紡出部１には、例えば、押出機にて溶融混練された樹脂組成物が供給され、紡出部１に供給された樹脂組成物が、ノズル面２に設けられた複数の紡糸ノズルから冷却室３内にフィラメントとして吐出される。
樹脂組成物としては、不織布の製造に用いられる樹脂を含んでいればよい。不織布の製造に用いられる樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。中でも、生産性に優れる点で、ポリオレフィン樹脂が好ましく、プロピレン系重合体がより好ましい。
プロピレン系重合体としては、プロピレンを構成単位として含む重合体であればよく、プロピレン単独重合体であってもよく、プロピレンランダム共重合体であってもよく、これらの混合物であってもよい。
プロピレンランダム共重合体としては、全構成単位に対するプロピレンの含有率が５０モル％以上であるランダム共重合体であることが好ましい。プロピレンランダム共重合体としては、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体であることが好ましい。
プロピレンランダム共重合体としては、全構成単位に対するプロピレンの含有率が７０モル％〜９９．５モル％が好ましく、８０モル％〜９８モル％がより好ましく、９０モル％〜９６モル％が更に好ましい。
α−オレフィンとしては、プロピレンを除く炭素数が２以上のα−オレフィンが好ましく、炭素数が２又は４〜８のα−オレフィンがより好ましく、炭素数２のα−オレフィンであるエチレンが更に好ましい。
具体的なα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン等が挙げられる。
α−オレフィンは、１種単独であってもよく、又は２種以上を併用してもよい。
α−オレフィンは、１種単独であってもよく、又は２種以上を併用してもよい。
樹脂組成物としては、不織布の製造に用いられる樹脂とともにその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、他の重合体、有機過酸化物、界面活性剤、着色剤、リン系、フェノール系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系等の耐候安定剤、ヒンダードアミン系等の耐光安定剤、ブロッキング防止剤、ステアリン酸カルシウム等の分散剤、滑剤、核剤、顔料、柔軟剤、親水剤、撥水剤、助剤、撥水剤、充填剤、抗菌剤、農薬、防虫剤、薬剤、天然油、合成油などが挙げられる。
溶融紡糸装置１００は、紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却室３を備える。冷却室３内には、通気性隔壁８を介して冷却風供給部４から冷却風が供給され、供給された冷却風によりフィラメントが冷却される。また、冷却室３の上部であるノズル面２と冷却風供給部４との間には、低分子量ポリマーの蒸気を排気するための排気ノズルが装着されていてもよい。
溶融紡糸装置１００は、冷却室３と対面し、通気性隔壁８を介して冷却室３に冷却風を供給する冷却風供給部４を備える。冷却風供給部４は、鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部５及び鉛直下側の第２冷却風供給部６を備える。図１に示すように、第１冷却風供給部５及び第２冷却風供給部６は、図１中の矢印方向に冷却風を供給する。
図１に示すように、冷却風供給部４は、対面する二方向から通気性隔壁８を介して冷却室３に冷却風をそれぞれ供給する。
冷却風供給部４は、通気性隔壁８よりも冷却風供給方向の上流側に冷却室３に供給される冷却風を整流する整流板を備えていてもよい。これにより、冷却室３に供給される冷却風の方向が整えられ、糸切れ及び糸揺れをより好適に抑制することができる。
冷却風供給部４の幅をＬ（ｍ）とし、冷却風供給部４の高さをｈ（ｍ）とし、隙間の距離をｄ（ｍｍ）とすると、（Ｌ×ｈ）／ｄが０．０５６以上を満たすことが好ましい。ここで、冷却風供給部４の高さｈは、図１中のｈ１＋ｈ２＋隔壁７の厚さに該当し、冷却風供給部４の幅は、図１中の冷却風の供給方向及び冷却風供給部４の高さに直交する方向の冷却風供給部４の外壁を除いた内側の長さである。
また、冷却風供給部４の幅Ｌ及び冷却風供給部４の高さｈは、冷却風供給部４の冷却風出口における幅及び高さを意味する。したがって、（Ｌ×ｈ）は冷却風供給部４の冷却風出口における冷却風が通過する面の面積を意味し、（Ｌ×ｈ）／ｄは隙間の距離ｄに対するこの面積の比率を意味する。
また、冷却風供給部４の幅Ｌ及び冷却風供給部４の高さｈは、冷却風供給部４の冷却風出口における幅及び高さを意味する。したがって、（Ｌ×ｈ）は冷却風供給部４の冷却風出口における冷却風が通過する面の面積を意味し、（Ｌ×ｈ）／ｄは隙間の距離ｄに対するこの面積の比率を意味する。
（Ｌ×ｈ）／ｄは、０．０５６〜０．６１４であってもよく、０．１１２〜０．４４８であってもよい。（Ｌ×ｈ）／ｄが０．０５６以上であることにより、糸切れをより好適に抑制することができ、（Ｌ×ｈ）／ｄが０．６１４以下であることにより、糸揺れをより好適に抑制することができる。
隙間の距離ｄは、糸切れをより好適に抑制する点から、５０ｍｍ以下であってもよく、４５ｍｍ以下であってもよく、４０ｍｍ以下であってもよい。
また、隙間の距離ｄは、隙間が存在すれば数値は特に限定されず、糸揺れをより好適に抑制する点から、５ｍｍ以上であってもよく、１０ｍｍ以上であってもよい。
冷却風供給部４の幅Ｌは特に限定されず、３ｍ〜７ｍであってもよく、４ｍ〜６ｍであってもよい。また、冷却風供給部４の高さも特に限定されず、０．４ｍ〜１．０ｍであってもよく、０．６ｍ〜０．８ｍであってもよい。
隙間の距離ｄである距離Ａに対するノズル面２から隔壁７までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ａ）は、５〜５０であってもよい。
第１冷却風供給部５の高さ（ｈ１）に対する第２冷却風供給部６の高さ（ｈ２）の比は、０．５〜１．５であってもよく、０．８〜１．２であってもよい。
溶融紡糸装置１００は、第１冷却風供給部５に供給される冷却風の温度（第１温度）及び第２冷却風供給部６に供給される冷却風の温度（第２温度）を制御する第１制御部を更に備えていてもよい。
なお、前述の第１温度は、第１冷却風供給部５の入口における冷却風の温度を指し、前述の第２温度は、第２冷却風供給部６の入口における冷却風の温度を指す。
なお、前述の第１温度は、第１冷却風供給部５の入口における冷却風の温度を指し、前述の第２温度は、第２冷却風供給部６の入口における冷却風の温度を指す。
第１制御部は、糸切れをより好適に抑制する点から、第１温度よりも第２温度が高くなるように制御することが好ましく、第１温度を１０℃〜４０℃、及び、第２温度を、第１温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃に制御することがより好ましい。
溶融紡糸装置１００は、第１冷却風供給部５に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）及び第２冷却風供給部６に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）を制御する第２制御部を更に備えていてもよい。第２制御部は、第１制御部と同じであってもよく、異なっていてもよい。
なお、Ｖ１は、第１冷却風供給部５の入口における冷却風の平均風速を指し、Ｖ２は、第２冷却風供給部６の入口における冷却風の平均風速を指す。
なお、Ｖ１は、第１冷却風供給部５の入口における冷却風の平均風速を指し、Ｖ２は、第２冷却風供給部６の入口における冷却風の平均風速を指す。
第２制御部は、糸切れを好適に抑制する点から、Ｖ１よりもＶ２が大きくなるように冷却風の平均風速を制御することが好ましい。
第２制御部は、糸切れをより好適に抑制する点から、Ｖ２に対するＶ１の比（Ｖ１／Ｖ２）を、０を超え０．７以下に制御することが好ましく、０．０１≦Ｖ１／Ｖ２≦０．５に制御することがより好ましく、０．０５≦Ｖ１／Ｖ２≦０．４に制御することが更に好ましい。
溶融紡糸装置１００は、冷却風供給部４と冷却室３とを隔てる通気性隔壁８を備える。通気性隔壁８は、通気性を有するため、冷却風供給部４から供給された冷却風が通気性隔壁８を介して冷却室３内に導入される。
通気性隔壁８は、通気性を有する隔壁であれば特に限定されず、冷却風の整流の点から、四角形状等の格子形状、六角形状、八角形状等のハニカム形状を有することが好ましく、ハニカム形状を有することがより好ましい。
通気性隔壁８の厚さは、強度及び冷却風の整流の点から、１０ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ〜４０ｍｍであることがより好ましい。
距離Ａに対する通気性隔壁の厚さの比（通気性隔壁の厚さ／距離Ａ）は、０．５〜５．０であることが好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましく、０．８〜１．２であることが更に好ましい。
溶融紡糸装置１００は、冷却室３にて冷却されたフィラメントを延伸する延伸部９を更に備える。延伸部９は、冷却室３の鉛直下側に配置され、左右両側から絞られた細い隘路である。冷却風は延伸部９で風速を増して延伸風となって、冷却されたフィラメントを延伸する。
ノズル面２から延伸部９の入り口までの距離（距離Ｃ）に対するノズル面２から隔壁７までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ｃ）は、０．２〜０．８であることが好ましく、０．２〜０．６であることがより好ましい。
［不織布の製造方法］
本開示の不織布の製造方法は、前述の本開示の溶融紡糸装置を用いて複数の紡糸ノズルから紡出されるフィラメントから不織布を製造する方法である。この方法により、糸切れ及び糸揺れが抑制された不織布を得ることができる。
本開示の不織布の製造方法は、前述の本開示の溶融紡糸装置を用いて複数の紡糸ノズルから紡出されるフィラメントから不織布を製造する方法である。この方法により、糸切れ及び糸揺れが抑制された不織布を得ることができる。
本開示の不織布の製造方法は、例えば、紡出部に供給された樹脂組成物を複数の紡糸ノズルから冷却部内に吐出する工程と、吐出されたフィラメントを冷却する工程と、冷却されたフィラメントを延伸する工程と、延伸されたフィラメントを捕集して、不織ウェブを形成する工程と、を含んでいてもよい。更に、本開示の不織布の製造方法は、不織ウェブを加熱加圧処理する工程を含んでいてもよい。
糸切れをより好適に抑制する点から、第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度は１０℃〜４０℃であり、第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度は、第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃であることが好ましい。
糸切れを好適に抑制する点から、第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）よりも第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）が大きいことが好ましい。また、糸切れをより好適に抑制する点から、Ｖ２に対するＶ１の比（Ｖ１／Ｖ２）は０を超え０．７以下であることが好ましく、０．０１≦Ｖ１／Ｖ２≦０．５であることがより好ましく、０．０５≦Ｖ１／Ｖ２≦０．４であることが更に好ましい。
更に、Ｖ１及びＶ２を制御することにより、第１冷却風供給部から冷却部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１’）及び第２冷却風供給部から冷却部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２ ’）を調節してもよい。例えば、Ｖ１及びＶ２を制御することにより、Ｖ２’に対するＶ１’の比（Ｖ１’／Ｖ２’）は０を超え０．７以下となるように調節してもよく、０．０１≦Ｖ１’／Ｖ２’≦０．５となるように調節してもよく、０．１≦Ｖ１’／Ｖ２’≦０．５となるように調節してもよい。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例１〜３及び比較例１〜６］
図１に示す溶融紡糸装置を用いて不織布の製造を行った。不織布の製造に用いる樹脂としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠し荷重２．１６ｋｇ温度２３０℃で測定したメルトフローレート６０ｇ／１０分のプロピレン単独重合体を用いた。また、樹脂の溶融温度は２００℃とし、紡糸ノズルからの単孔吐出量を０．５７ｇ／ｍｉｎとし、冷却風の風速は表１に示す通りとした。上段冷却風の温度及び下段冷却風の温度は２３℃であり、上段冷却風供給部（第１冷却風供給部）の高さ（ｈ１）に対する下段冷却風供給部（第２冷却風供給部）の高さ（ｈ２）の比は１であり、距離Ｂ／距離Ｃは０．４７であった。また、隔壁の厚さは、上段冷却風供給部の高さの１６分の１であった。
図１に示す溶融紡糸装置を用いて不織布の製造を行った。不織布の製造に用いる樹脂としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠し荷重２．１６ｋｇ温度２３０℃で測定したメルトフローレート６０ｇ／１０分のプロピレン単独重合体を用いた。また、樹脂の溶融温度は２００℃とし、紡糸ノズルからの単孔吐出量を０．５７ｇ／ｍｉｎとし、冷却風の風速は表１に示す通りとした。上段冷却風の温度及び下段冷却風の温度は２３℃であり、上段冷却風供給部（第１冷却風供給部）の高さ（ｈ１）に対する下段冷却風供給部（第２冷却風供給部）の高さ（ｈ２）の比は１であり、距離Ｂ／距離Ｃは０．４７であった。また、隔壁の厚さは、上段冷却風供給部の高さの１６分の１であった。
なお、表１に示す供給部入口値は、上段冷却風供給部又は下段冷却風供給部の入口に供給された冷却風の平均風速値を指す。
また、表１に示す供給部出口値は、上段冷却風供給部又は下段冷却風供給部の出口（通気性隔壁）から排出された冷却風の平均風速値を指す。
なお、風速測定には、ＫＡＮＯＭＡＸ社製のアネモマスター風速計（Model 6114）を用いた。
また、表１に示す供給部出口値は、上段冷却風供給部又は下段冷却風供給部の出口（通気性隔壁）から排出された冷却風の平均風速値を指す。
なお、風速測定には、ＫＡＮＯＭＡＸ社製のアネモマスター風速計（Model 6114）を用いた。
実施例１〜３及び比較例１〜６にて、冷却風供給部の高さと、冷却風の風速（出口値）との関係を示すグラフを図２及び図３に示す。なお、図２及び図３中、冷却風供給部の高さ位置について、上段冷却風供給部の上端高さ位置はグラフの縦軸上端、下段冷却風供給部の下端高さ位置はグラフの縦軸下端、及び隔膜の高さ位置はグラフの縦軸中央と対応する。
実施例１〜３及び比較例１〜６で得られた不織布について、紡糸性の評価のため、糸切れ及び糸揺れを評価した。
＜糸切れ＞
糸切れは、溶融混練したプロピレン単独重合体を１０分間連続で紡糸成形した際の観察結果で評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：糸切れなし
Ｂ：糸切れあり
糸切れは、溶融混練したプロピレン単独重合体を１０分間連続で紡糸成形した際の観察結果で評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：糸切れなし
Ｂ：糸切れあり
＜糸揺れ＞
糸揺れは、溶融混練したプロピレン単独重合体を紡糸成形し、前記冷却部におけるノズル面から距離Ｂの位置（隔壁が設けられた高さ位置）での糸揺れ状態を観察することにより評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：糸揺れなし（フィラメントの揺れの振幅が、隣接するフィラメントに接触する可能性がない）
Ｂ：糸揺れあり（フィラメントの揺れの振幅が、隣接するフィラメントに接触する可能性がある）
糸揺れは、溶融混練したプロピレン単独重合体を紡糸成形し、前記冷却部におけるノズル面から距離Ｂの位置（隔壁が設けられた高さ位置）での糸揺れ状態を観察することにより評価した。結果を表１に示す。
−評価基準−
Ａ：糸揺れなし（フィラメントの揺れの振幅が、隣接するフィラメントに接触する可能性がない）
Ｂ：糸揺れあり（フィラメントの揺れの振幅が、隣接するフィラメントに接触する可能性がある）
表１及び図２、３に示すように、実施例１〜３では、比較例１〜６よりも上限段風速差（上段の最大風速から下段の最大風速を差し引いた値）が小さく、糸切れ及び糸揺れが抑制されていた。
１ 紡出部
２ ノズル面
３ 冷却室（冷却部）
４ 冷却風供給部
５ 第１冷却風供給部
６ 第２冷却風供給部
７ 隔壁
８ 通気性隔壁
９ 延伸部
１０ フィラメント
１００ 溶融紡糸装置
２ ノズル面
３ 冷却室（冷却部）
４ 冷却風供給部
５ 第１冷却風供給部
６ 第２冷却風供給部
７ 隔壁
８ 通気性隔壁
９ 延伸部
１０ フィラメント
１００ 溶融紡糸装置
Claims (16)
- フィラメントを紡出する複数の紡糸ノズルを備える紡出部と、
前記紡糸ノズルから紡出されたフィラメントを冷却する冷却部と、
前記冷却部と対面し、通気性隔壁を介して前記冷却部に冷却風を供給する冷却風供給部と、を備え、
前記冷却風供給部は、隔壁を介して鉛直方向に２段に分割された鉛直上側の第１冷却風供給部及び鉛直下側の第２冷却風供給部を備え、前記隔壁の前記通気性隔壁と対面する端部と前記通気性隔壁における前記隔壁と対面する側の面との間に隙間があり、前記隙間の距離（距離Ａ）は、５５ｍｍ以下である溶融紡糸装置。 - 前記距離Ａは５ｍｍ以上である請求項１に記載の溶融紡糸装置。
- 前記距離Ａに対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ａ）は、５〜５０である請求項１又は請求項２に記載の溶融紡糸装置。
- 前記第１冷却風供給部の高さ（ｈ１）に対する前記第２冷却風供給部の高さ（ｈ２）の比は、０．５〜１．５である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記通気性隔壁の厚さは、１０ｍｍ〜５０ｍｍである請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記距離Ａに対する前記通気性隔壁の厚さの比（通気性隔壁の厚さ／距離Ａ）は、０．５〜５．０である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記通気性隔壁は、ハニカム形状を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記冷却風供給部は、前記通気性隔壁よりも冷却風供給方向の上流側に前記冷却部に供給される冷却風を整流する整流板を備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度を１０℃〜４０℃、及び、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度を、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃に制御する第１制御部を備える請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）を、０を超え０．７以下に制御する第２制御部を備える請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 前記冷却部にて冷却されたフィラメントを延伸する延伸部を更に備え、
前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記延伸部の入り口までの距離（距離Ｃ）に対する前記紡出部の紡糸ノズルが設けられたノズル面から前記隔壁までの距離（距離Ｂ）の比（距離Ｂ／距離Ｃ）は、０．２〜０．８である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。 - 冷却及び延伸されたフィラメントを捕集して、不織ウェブを形成する捕集部を更に備え、スパンボンド不織布の製造に用いる請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
- 請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置を用いて前記複数の紡糸ノズルから紡出されるフィラメントから不織布を製造する不織布の製造方法。
- 前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度は１０℃〜４０℃であり、前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の温度は、前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の温度よりも１０℃以上高く、かつ３０℃〜７０℃である請求項１３に記載の不織布の製造方法。
- 前記第２冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ２）に対する前記第１冷却風供給部に供給される冷却風の平均風速（Ｖ１）の比（Ｖ１／Ｖ２）は、０を超え０．７以下である請求項１３又は請求項１４に記載の不織布の製造方法。
- 前記フィラメントは、プロピレン系重合体を含む請求項１３〜請求項１５のいずれか１項に記載の不織布の製造方法。
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