JPH0151584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、多数の縦長紡糸口金から互いに平
行に並べて線状フイラメントのシートを吐出し、
空気流を利用してフイラメント又はフイラメント
のシートを空気力学的に引き出して延伸し、前進
する捕捉ベルト上で紡糸不織布を固着して、不織
布の構造及び単位面積当り重量分布の均一性を高
めた紡糸不織布を製造する方法に関する。 〔従来の技術と問題点〕 フイラメント又はフイラメントのシートを機械
的又は空気力学的に引き出し、延伸して紡糸不織
布（スピンフリース）を製造することが知られて
いる。紡糸不織布は前進する捕捉ベルト上に散布
するような構造に堆積され、この形状のまま結合
（ボンデイング）機に供給される。しかし不織ウ
エブの形成中に空気流を多孔の捕捉ベルトに衝突
させると軽い乱流が発生し、これがフイラメント
堆積の均一性、従つて均一な不織布の形成を劣化
し又は妨害する。ここで、特にフイラメントの本
数が多い場合、縦長紡糸口金からフイラメントを
吐出して紡糸不織布の均一性を向上できることが
知られている（ドイツ特許公告明細書第1303569
号）。縦長紡糸口金は一列に並んだ紡糸オリフイ
スを有し、線状フイラメントのシートを吐き出す
ことができる。しかしここでも、比較的ゆるく案
内されたフイラメントを空気力学的に延伸する場
合、乱流が生ずる危険がある。この乱流は均一性
に優れた軽量の紡糸不織布を製造しようとする場
合、特に障害となつて顕在化する。 この発明の目的は、不織布の堆積時の乱流を防
ぎつつ大規模に実施することができ、不織布の構
造及び単位面積当り重量の均一性を高めた紡糸不
織布の製造方法を提供することである。その際、
前述の理由から縦長紡糸口金を使用し、平行に並
べたフイラメントのシートを吸引通路内で空気力
学的に引き出して延伸する。フイラメントは前進
する捕捉ベルト上の不織ウエブ形成ゾーン内で絡
まつたり、望ましくない房や縮れを生じてはなら
ない。この方法は就中、数千本のフイラメントを
処理し５ｍを超える幅の不織布を製造する、大規
模な装置に適したものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的は、特許請求の範囲に明示した方法に
より達成される。 この方法により、ごく多量の例えば３万本を超
える数のフイラメントを、５ｍを超える所望の幅
で堆積させて最適な単位面積当り重量分布を有す
る、つながり合つた均一な不織布とすることがで
きる。この方法を実際に実施する場合、捕捉ゾー
ン即ち不織ウエブ形成ゾーンから上に150〜400mm
離れて該ゾーンを横切る紡糸領域に、縦長紡糸口
金を多数並べて設ける。通常15〜30個、或いはそ
れ以上の口金を平行に並置し、各口金は望ましく
は600〜1200本のフイラメントをシートとして吐
き出す。 紡糸口金から吸引通路即ち冷却用の通路を通る
過程で、フイラメントの主要な性質が形成され
る。溶融状態で紡糸口金を離れたフイラメントが
空気力学的延伸によつて獲得する分子配列は、適
切な急冷により凍結される。ポリマーの種類に応
じては後になお再結晶を行う。 延伸ゾーン又は急冷ゾーン内で生成又は誘導さ
れ、主にフイラメントの化学的及び物理的構造に
よつて決まるフイラメントの性質が、紡糸不織布
の性質にとつて大切であることは知られている。
更に、不織ウエブ形成ゾーン内で行われるフイラ
メント相互の配置も重要である。特に多数の紡糸
口金及び吸引通路を有する大量生産設備や、所要
の生産幅が４〜５ｍ以上の場合、数千本のフイラ
メントから形成する不織布の性質にとつて、不織
ウエブ形成ゾーンの設計は決定的に重要である。 上述の理由から、本発明提案による方法では、
特に不織ウエブ形成ゾーンの設計が大切である。
本発明ではこの点に関し、往復動する均一化区間
を介してフイラメントのシートを流動供給し、捕
捉ベルト上に柔らかく流動及び滑動させながら堆
積する。これにより、不織布の構造の均一性は最
適になる。フイラメント又は線状フイラメントの
シートは均一化区間又は均一化ゾーン内で45゜〜
90゜転向され、交差状態でほぼ円弧状に堆積され
る。 それぞれ数百本の平行なモノフイラメントから
なる個々の線状フイラメントのシートが関連する
延伸通路を離れた後、このシート及びそれを運ぶ
空気流は例えば、シートの両側に配置したコアン
ダローラにより揺動運動を受ける。フイラメント
のシートは往復揺動し、前進する捕捉ベルトをこ
のリズミカルな揺動運動で横切つて、又は該ベル
トに対し斜角をなして案内される。その際、フイ
ラメントのシートの個々のフイラメントはこれと
交差積層される隣接したシートによる捕捉範囲内
に運ばれ、５ｍを超える幅にすることができるつ
ながり合つた幅広の不織布が形成される。 ところで捕捉ベルトを横切るフイラメントシー
トの揺動運動は、各反転個所でフイラメントの集
積を引き起こすことがある。なぜなら、反転個所
では揺動速度又は振子速度が零であるのに対し、
紡糸口金から吐出されるフイラメントの速度は変
わらないからである。そしてこのことが不均一な
不織布を生み出すことがある。だがこの問題は本
発明により紡糸条件を適宜に適合させることによ
り解決することができる。即ち20〜100ｍ／秒の
紡糸速度（フイラメント速度）、40〜200ｍ／秒の
吸引空気速度、そしてフイラメント堆積前に500
〜1500mmの浮遊区間があるようにし、その際に均
一化区間を100〜200mmとし、且つ均一化区間が
100〜1500mmの紡糸ラインのフイラメント偏向範
囲内を遊走するようにすると、良い結果が得られ
るのである。この紡糸条件は幅が５ｍを超える不
織布の場合にも関係するが、その都度毎に希望す
る不織布の幅に適合させることができる。 吸引通路を離れた後、フイラメント又は線状フ
イラメントのシートは、浮遊区間及び均一化区間
を通過し、該区間内で相互に接触する。ただし一
部は再び浮上して、交差積層される状態において
ほぼ円弧状に堆積し、再配列される。その際、フ
イラメントのシート又はフイラメントの揺動運動
による揺動運動の反転個所での集積が懸念され
る。そしてこれを補償することは不可欠である。
それ故不織ウエブ形成ゾーン即ち均一化ゾーンが
極めて重要となる。浮遊区間及び均一化区間は、
浮遊区間内でのフイラメントシートの幅が該浮遊
区間の長さと同様になるよう調節できるように形
成されており、それによつてフイラメントシート
の幅は隣接するフイラメントによるシートの長さ
に対し相対関係にされる。吐き出し直後、フイラ
メントシートの幅は不織ウエブ形成ゾーンにおけ
るその幅と相違する。捕捉ベルトを通過する空気
の吸引強さによりその構成が制御される均一化区
間において、希望するフイラメントの動きと単位
面積当り重量の相互均一化とを達成する。 本発明により設計したフイラメントシートの幅
を広げる浮遊区間により、及び捕捉ベルト上への
フイラメント及びこれを伴つた空気流の滑動によ
り均一化区間を生成するエアクツシヨンを形成す
ることにより、不織布の構造は従来達成できなか
つたほどに均一にすることができる。浮遊区間内
でフイラメントシートが自然に挟まるため捕捉ベ
ルトとの衝突面及びこれをカバーする面において
希望する値が達成されないという周知の欠点はこ
れにより取り除かれる。またこれにより、不織布
の不規則さが引き起こされることを心配する必要
はなくなる。 フイラメント又はフイラメントのシートが捕捉
ベルトに衝突するのと平行して、それらを運ぶ空
気流は前進する捕捉ベルトを通して吸引される。
捕捉ベルトの下には段階的に負圧が形成される。
即ち不織ウエブ形成ゾーンにおける吸引強度は空
気及びフイラメントの噴流が捕捉ベルトに柔らか
く衝突し、エアクツシヨン上をフイラメントが流
れるよう階段状にされる訳である。フイラメント
を運ぶ空気流の転向により、空気流は捕捉ゾーン
の上で均一化区間内を移動し、最終的にはスクリ
ーンを通して吸引される。その後に初めて、平板
な捕捉ベルト上でのフイラメントの固着が行われ
る。 上記の如く、捕捉ベルトの下の負圧を段階的に
調整することが不可欠である。負圧が30〜60mm水
柱の範囲の場合、４〜５ｍの捕捉ベルトの幅にわ
たつて広がつた100〜200mmの均一化ゾーンを段階
的に調整することができ、該ゾーン内での不織ウ
エブの形成と単位面積当り重量の均一化とを調整
することができる。繊維の配列は主にこの均一化
区間によつて決まる。不織ウエブは捕捉ベルトに
載せて排出し、結合（ボンデイング）機に供給す
る。この方法の実施例を例示すると、加熱式紡糸
領域に長方形の紡糸開口を並べて設け、該開口に
寸法670mm×120mmの縦長口金を組み込む。これに
よつて紡出ゾーンにおけるフイラメントのシート
の長さ及び幅が決まる。紡糸口金は一列に並んだ
1200個以下の孔を有する。紡糸領域の下方350〜
2000mmの距離に、各紡糸口金に対し長方形の吸引
通路を配置し、該通路により紡出後のフイラメン
トシートを受容する。ポリマーの種類に応じて紡
糸口金の下方に長方形の急冷筒を配置し、フイラ
メントを急冷するのに必要な冷却空気を急冷筒か
ら供給する。これは例えば吸引通路が両方の内面
に空気溝を有し、この溝から延伸用空気又は状態
調節用空気が流出するようにして達成することが
できる。線状の空気溝から各種の温度及び流速で
流出する複数列の空気流が段階的に距離を置いて
フイラメントシートの両面に作用し、フイラメン
トシートを平行な経路で捕捉ベルトへと運ぶこと
によりフイラメントは口金からごく均一に吸引さ
れる。吸引通路を離れた後、それぞれ隣接した通
路を運ばれたフイラメントのシートは往復揺動に
より堆積され、最後には幅の広いつながり合つた
不織布となる。 大切なことは、多数存在するフイラメントが絡
まつたりまた堆積後に渦巻いて房やむらを生じた
りすることのないようにすることである。この理
由から、堆積フイラメントは、一緒に吸引される
隣接したフイラメントが過度に多くなり房を生じ
て不織布の均一性をゆがめてしまうような容積の
大きい成分を含んではならず、単に不均一な重量
の均一化を行うにすぎないものであつてはならな
い。 この方法を実施する上で重要なパラメータを表
１にまとめた。各種ポリマーを紡糸する際の浮遊
区間及び均一化区間の運転条件も、この表から知
ることができる。 均一化ゾーン即ち均一化区間におけるフイラメ
ントの遊走は、紡糸速度に応じて特定の値を上回
つてはならない。紡糸不織布の像は、フイラメン
トが交差積層の際にシートが堆積される瞬間に目
の細かい円弧状構造を呈する場合とフイラメント
が容積の大きい円弧を描く場合とでは根本的に相
違する。フイラメントが遠く離れた他のフイラメ
ントへと遊走する傾向を低減すると、不織布の欠
陥となる房や束の発生も低減する。しかし他方で
は、遊走が少なすぎるとフイラメント相互の付着
が不十分となり、揺動により厚さのむらを生じ
る。本発明方法は、例えば毎秒25ｍのフイラメン
トを紡糸する場合、例えば毎秒2.5ｍの走行速度
が捕捉ベルトの速度に対応する点を考慮して、希
望する最適な堆積構造を達成する道を示す。その
結果としてフイラメントは、捕捉ベルトに載つた
不織布の挙動によつて、従つて均一化区間内で著
しく影響される円弧構造に集積できるだけであ
る。 多数のモノフイラメントで不織布の形成を行う
ため、縦長紡糸口金を有する紡糸領域は通常、捕
捉スクリーンの走行方向に対して斜めに配置す
る。この配置により吐糸孔及びフイラメントの数
は、捕捉面の幅１ｍ当り15〜20％高まる。各紡糸
口金に付属して、対で配置したまつすぐな空気溝
を有する長方形の吸引通路を、紡糸領域に対し
90゜の角度に配置する。これにより口金は捕捉ベ
ルト即ちスクリーンベルトの走行方向に対し30゜
〜40゜の角度に配置されることになる。空気通路
の相互間の距離は150〜400mm、空気通路と紡糸口
金との距離は350〜2000mmである。空気通路は捕
捉ベルトの500〜1200mm上で終端する。フイラメ
ントシートが空気通路を離れてから捕捉ベルトに
衝突するまでの間フイラメントシートを往復揺動
させるコアンダ揺動部又は空気衝撃揺動部を空気
通路の下方に構成する。その際望ましくは、直径
が例えば50mmのコアンダローラ２本を空気通路か
ら50mm平行に離して並置する。 〔実施例〕 ウエブ形成時の紡糸手順及び捕捉ベルト上での
遊走を以下に図面を参照して示す。 第１図 コアンダローラＡ，Ｂは左方の反転位置に位置
する。右ローラＢは浮遊区間Ｆ内でフイラメント
シートＤに侵入している。これによりフイラメン
トシートＤは左に偏位しており、均一化ゾーンＧ
内で衝突点Ｅを越えて移動している。 第２図 コアンダローラＡ，Ｂは右に移動する途中で中
央位置にある。フイラメントシートＤは浮遊区間
Ｆ内で真下に移動してきており、右から左に移動
する間は均一化区間Ｇを引つ張つて移動する。 第３図 左側のコアンダローラＡが浮遊区間Ｆ内でフイ
ラメントシートＤに侵入する。フイラメントシー
トＤは左に偏位しており、フイラメントシートは
均一化区間Ｇを引き寄せて移動する。 第４図 コアンダローラＡ，Ｂは右方の反転個所に位置
し、フイラメントシートＤを右から次には左へと
偏位させるようになる。この個所では揺動速度
（振子速度）が短時間だけ零に等しい。フイラメ
ントシートＤが停滞するこの段階のとき、均一化
区間Ｇは左に衝突点Ｅへと、そしてそれを越えて
移動し、こうして理論上の繊維堆積を消滅する。
引き続き逆の順序で同じ過程が経過する。 ２本のコアンダローラは例えば相互間の距離を
空気通路Ｃの出口より10mm大きくすることがで
き、例えば空気通路間の内側の幅が20mmのときコ
アンダローラの相互間の距離は30mmである。フイ
ラメントシートＤは２本のコアンダローラＡ，Ｂ
の形成する平行な隙間を通過する。ローラを同期
して右に揺動（第４図）させると左ローラＡがフ
イラメントシートＤの浮遊区間Ｆに侵入してフイ
ラメントシートを左から右へと偏位させる。この
偏位は侵入が深くなるほど強まる。右ローラはこ
の場合フイラメントシートから離れていく。次に
同じ過程が逆の順序で経過する（第１図）。 コアンダローラの代わりに空気衝撃揺動を用い
る場合には、空気溝がフイラメントシートを左又
は右に交互に吹き飛ばしてフイラメントシートの
偏位と引き起こす。 走行方向に対し60゜の角度で捕捉ベルト上に斜
めに配置した紡糸領域内に例えば寸法670×120mm
の縦長紡糸口金を設ける。口金は紡糸ビームに対
し90゜の角度をなし、前進する捕捉ベルトＨの移
動方向に対する角度αは30゜である。口金及びそ
れに続く吸引通路の配置（距離及び角度）は、揺
動なしに投影した場合均一な繊維カーテンが理論
的に生じるよう選定する。 縦長紡糸口金と吸気通路との間の距離は350〜
2000mmである。この範囲の場合に延伸ゾーンと急
冷ゾーンとが形成され、いわゆる冷却筒により橋
渡しされる。この区間でフイラメントは直径が例
えば500μｍから12μｍにまで延伸され、状態調節
用空気を吹き付けて急冷される。本来の吸引過程
は吸気通路Ｃ内でフイラメントシートに対しペア
で配置した空気溝により行われる。高速で吹き込
まれる空気がフイラメントシートを25〜80ｍ／秒
に加速する。空気通路から50mmの距離に設置した
揺動装置がフイラメントシートを元の浮遊区間Ｆ
から偏位させ振子運動させる。振子運動の振動数
は前進する捕捉ベルトの速度に合わせてある。揺
動装置は吸引空気通路と平行にペアで配置したコ
アンダローラ又は空気衝撃ノズルからなる。 本来のウエブ形成は空気通路端から500〜1200
mm離れた捕捉ベルトの不織ウエブ形成ゾーン内で
行われる。捕捉ベルトを構成する回転スクリーン
布ベルトは、望ましくは開口したスクリーン面を
有し、その開口はスクリーンベルトの総面積に対
し20〜30％とする。ベルトの下に吸引装置を設置
する。この吸引装置の役目は吸引空気通路から下
に吹き出されたフイラメント及び空気の混合物か
ら吸引して、不織布形成プロセスを終了すること
である。均一化ゾーン又は均一化区間Ｇは、フイ
ラメントの揺動運動により往復する衝突個所Ｅの
下に位置する。従つて均一化区間Ｇもスクリーン
ベルトＨの走行方向に対し30゜〜40゜の角度αだけ
傾いて連続的に往復移動する。 均一化区間Ｇの長さは、捕捉ベルトＨの下の吸
引強さにより調整する。この吸引が強くなればな
るほど、フイラメントは捕捉ベルトに衝突する際
にそれぞれの位置で直接固着され、吸引が弱くな
ればなるほどフイラメントは捕捉ベルトに接触し
た後もなお移動して大きな円弧を形成することが
できる。しかし堆積時にフイラメントの形成する
円弧が大きければ大きいほど、房を形成する危険
も強まる。 均一化ゾーンは本方法の主要部分である。浮遊
区間Ｆの後にフイラメントを捕捉ベルト上に固着
して圧縮結合する直接固着と、房の形成を覚悟の
上で希薄フイラメントを固着する最小固着との間
でその都度適当に均一化することにより、不織布
形成の最適調整を可能とする。なお、各種のポリ
マーを紡糸する場合、均一な紡糸不織布を達成す
るためには浮遊及び均一化区間Ｆ，Ｇを変更しな
ければならないことが判明した。各種ポリマーを
紡糸する場合の浮遊区間及び均一化区間の運転条
件は表１にまとめてある。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

図はウエブ形成時の紡糸手順と均一化ゾーンの
遊走とを示し、第１図はコアンダローラが左方の
反転個所に位置する場合、第２図はコアンダロー
ラが左から右に移動する途中で中央位置にある場
合、第３図は左のコアンダローラが浮遊区間内で
フイラメントシートに侵入する場合、そして第４
図はコアンダローラが右方の反転個所に位置する
場合を示す各々斜視図である。 Ａ，Ｂ……コアンダローラ又は空気溝、Ｃ……
吸引通路、Ｄ……線状フイラメントシート、Ｅ…
…線状フイラメントシートが捕捉ベルトに衝突し
均一化区間が始まる個所、Ｆ……浮遊区間、Ｇ…
…均一化区間、Ｈ……捕捉ベルト（スクリーンベ
ルト）、α……捕捉ベルトに対し均一化区間が摺
動する角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の縦長紡糸口金から互いに平行に並べて
   線状フイラメントのシートを吐出し、空気流を利
   用してフイラメント又はフイラメントのシートを
   空気力学的に引き出して延伸し、前進する捕捉ベ
   ルト上で紡糸不織布を固着して、不織布の構造及
   び単位面積当り重量分布の均一性を高めた紡糸不
   織布を製造する方法において、線状フイラメント
   のシートは吸引通路Ｃの後方で平行に配置した可
   動コアンダローラＡ，Ｂにより空気流を偏向して
   揺動させ、フイラメントが互いに接触する浮遊区
   間Ｆに通した後、ウエブ走行方向に30゜〜40゜傾い
   て往復移動する均一化区間Ｇを通過するよう捕捉
   ベルトＨ上の不織ウエブ形成ゾーンに堆積させ、
   その際線状フイラメントのシートは均一化区間Ｇ
   内部で45゜〜90゜転向させ、交差積層状態でほぼ円
   弧状に堆積させ、捕捉ベルトＨを通して空気を吸
   引することにより該ベルトで固着することを特徴
   とする方法。 ２ 捕捉ベルトＨを通して行う空気の吸引は30〜
   60mm水柱の範囲の段階的な負圧を利用して行い、
   吸引速度を５〜18m／秒としてエアクツシヨンを
   形成し、フイラメントのシートは均一化区間Ｇ内
   で該エアクツシヨン上を滑動させ、こうして柔ら
   かく流動させて捕捉ベルトに供給することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 紡糸速度（フイラメント速度）20〜100m／
   秒、吸引空気速度40〜200m／秒、及びフイラメ
   ント又はフイラメントのシートの浮遊区間Ｆを
   500〜1500mmとして処理し、その際均一化区間Ｇ
   を100〜200mmの長さに保つたままで捕捉ベルトＨ
   上で長さ100〜1500mmの紡糸ラインのフイラメン
   ト偏向範囲内を遊走させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載の
   方法。