JPH0227461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセルロースエステル系繊維の集合体を
自己形状保持性であり且つ、流体過性に優れた
多孔質で棒状の繊維集合体（以下棒状体と略す）
へ成形せしめる方法に関する。 本発明の製造法によつて製造される棒状体は、
たばこ用フイルター、サインペン用インキ保持材
および種々の芳香性液体含浸用芯材などとして多
岐の用途に有効に利用される。 従来、性状の良好な棒状体を高速度で製造する
ために種々提案がなされているが、紙を捲回し巻
上げた場合に得られる棒状体の性状及び製造速度
が最もすぐれていて、他の無端テープ又はラツパ
ーシートを利用する場合はこれにまだおよばざる
点があるとされている。 例えば特公昭45−32240号で開示された方法の
ごとく、繊維集合体を開繊したのち接合用物質を
添加し、該繊維集合体を加熱流体に対し透過性を
有する無端テープで捲回した上搬送しつつ、同時
に該無端テープ上から加熱流体をもつて加熱を行
なう方法がある。該方法は繊維集合体の加熱作業
を無端テープを介在せしめたまま行なうため、加
熱流体の温度低下を招き加熱効率を低下させ、且
つ加熱流体のエネルギーロスが大きく使用率も大
となる（無端テープへ熱が逃げる）。もちろんこ
のことは棒状繊維集合体の製造速度の低下をまね
く。また該方法は製造される棒状体の表面に無端
テープの織目模様がそのまま凹凸状に残り性状
（外観）が悪くなる。またその凹凸が用途によつ
ては致命的な欠陥となる。例えばたばこフイルタ
ーとして用いる場合において、棒状体と巻紙との
接着性を低下せしめる。また煙が凹みに沿つて短
絡するため、過効率の減少をきたし、所要性能
の維持が困難となる。 また特開昭56−60617号及び特開昭56−118940
号で開示された方法のごとく繊維集合体を開繊し
たのち接合用物質を添加し無端テープあるいはラ
ツパーシート内に収束し、棒状に成形する途中か
または成形後にマイクロ波を照射し、棒状体を構
成する糸条間の接着を行なわしめる方法もある
が、この方法は熱源をマイクロ波としているため
成形に要する時間が比較的長時間かかり、棒状体
の物性および形状等においても未だ充分に満足で
きるものではない。また設備費用も高いなどの欠
点もある。本発明の発明者らは叙上の如き難点を
生ぜしめることのない製造法を見出すため鋭意研
究を行なつた結果、商業生産速度で良好な性状の
棒状体を得る方法を見出し本発明を完成するに到
つた。 すなわち、本発明の具体的な構成は、セルロー
スエステル系繊維集合体を連続して棒状に成形す
る方法において、予め繊維重合体を連続的に拡幅
開繊し接合剤を添加し、トランペツトガイドへ導
入通過させる予備形状処理工程と、加熱水蒸気に
よつて繊維集合体を加熱し三次元網状に接合する
加熱蒸気処理工程と、水分を除去する乾燥工程
と、乾燥された繊維集合体を引き取る引き取り工
程の各工程を上記順序にて行ない、かつ前記加熱
蒸気処理工程が、予備形状処理された繊維集合体
をそのまま又は若干縮径して加熱蒸気に接触させ
る第１処理工程と、更に第１処理後の繊維集合体
を縮径して加熱水蒸気に接触させる第２処理工程
とからなる棒状繊維集合体の製造法である。 つまり本発明は、繊維集合体を加熱蒸気処理す
るに際して、繊維集合体の通路を縮径状態の２段
階にて加熱蒸気処理することによつて、嵩密度の
高い状態でまず繊維集合体を部分的に接合でき、
それによつてその後全体的に接合し引き取つて
（引き延ばして）も所望の嵩密度が確保できる効
果を奏する。要するに本発明は紙を捲回し巻上げ
る方式に近い性状と製造速度が得られる棒状繊維
集合体の製造法を提供するものである。 本発明において用いるセルロースエステル系繊
維はセルロースアセテート、セルロースピロピオ
ネート、セルロースプチレートおよびセルロース
アセテートブチレートなどのセルロースの炭素数
が２〜４程度の低級脂肪酸エステルあるいはその
混合エステルである。これらの繊維集合体として
は通常トウと称される総デニール数が数万デニー
ル前後の捲縮糸の帯状集合体、フイラメントの集
合体および短繊維集合体のスライバー等が用いら
れる。これらの繊維集合体は予め開繊され、その
後繊維相互に接合される。この繊維相互を接合す
るための接合剤としては多数の糸条間へ均一に分
散できる物質であれば液状、粉粒状、糸状物質の
いづれであつてもよく、繊維を溶解もしくは可塑
化し得るものまたは高温において溶融し低温で固
化し且つ繊維に対し親和性があり接着力を示せば
利用できる。要は繊維同志を三次元に接合できる
こと即ち自己形状保持性を与えることが可能なも
のであればいづれをどのような方法で用いても差
支えない。 例えば、トリアセチン、エチレン−酢酸ビニル
系具体的には共重合樹脂の粉流体、ポリプロピレ
ン繊維もしくは繊維状エチレン−酢酸ビニル系共
重合樹脂などを開繊された繊維集合体に塗布、撒
布または混合される。予め開繊され、次いで接合
剤が添加された繊維集合体を成形装置へ導入又は
送入する方法はデリバリーロール単独かまたはデ
リバリーロールとエアージエツトを併用する方法
を利用することができる。エアージエツト（装
置）を用いる場合には、得られる棒状体の嵩密度
をを高めることが容易である。これはエアージエ
ツトにより繊維集合体を絡ませながら吹き出させ
ることによつて押込み勝手に次の工程へ導入し得
るからであろうと思われる。これに対しデリバリ
ーロールだけを用いて成形装置へ導入する場合に
は水平に繊維集合体を送り出すことが難かしく、
従つて工程が水平である場合には押込み勝手の導
入はむづかしいが、この場合でも、工程を垂直と
し、デリバリーロールが成形装置上部にあつて、
繊維集合体が上から下へと送られる方法であれ
ば、ある程度の嵩密度の高い棒状体を得ることが
可能である。 本発明に用いる導入装置としてのエアージエツ
トは繊維集合体が中心部を通り、その周辺にある
スリツトから圧縮空気を噴出させる通常用いられ
るものが使用できる。該エアージエツトは、通常
エアーによつて繊維集合体を噴出するように押し
出す先端部分をトランペツトガイドの内部中央部
まで挿入されている。繊維集合体はトランペツト
ガイドへ絡み合いながら噴出され、一時的に滞留
しながら予備形状処理工程を終え、次の加熱蒸気
処理装置へ送入される。ここでトランペツドガイ
ドの繊維出口側の孔径は所要の棒状体直径より大
きくなるよう設定する。該繊維出口孔径は繊維総
デニール数、棒状体の嵩密度および棒状体の直径
によつて適宜選択する。 本発明において行なう加熱蒸気処理は、予備形
状処理された繊維集合体をそのまま又は若干縮径
して加熱水蒸気に接触させる第１処理工程と、更
に縮径した加熱水蒸気に接触させる第２処理工程
とについて行なわれる。これらの両処理工程を実
施する装置としては、いずれも内側に加熱蒸気噴
出孔をもつ有孔管を設けた２重円筒で行なわれる
のが好ましく、該２重円筒は繊維集合体へ極めて
高い効率で加熱蒸気を加えることができる。 この加熱蒸気量はおよそ３Kg／時乃至10Kg／時
である。該装置においては無端テープを使用しな
い直接加熱式であるので蒸気の温度低下が少なく
熱効率も極めて高いため処理時間も少なくてすむ
長所を有している。 また上記加熱蒸気処理の第１処理工程では繊維
の充填量を多くし、得られる棒状体の見かけ密
度、即ち嵩密度を高める働きも同時に行なつてい
る。すなわち、具体的には加熱蒸気処理工程の前
半（第１処理工程）で、所望の棒状体直径より大
きくトランペツトガイドの繊維出口側の孔径と略
同一か若干小さい径の有孔管へ繊維集合体を送入
し、単位長当りの所要繊維量を確保すると共に接
合剤の初期加熱により繊維を部分的に接合するの
が好ましい。さらに後半（第２処理工程）では、
この状態の繊維集合体を連続的あるいは断続的に
縮小した前記管内を通過させ接合剤を縮径状態で
十分加熱し所望の嵩密度を有する棒状繊維集合体
を製造せんとするものである。 上記加熱処理における繊維集合体の移動は、前
半においては押込み勝手に行ない嵩の高い繊維充
填を容易ならしめ、後半においては、引き取り勝
手に行ない、嵩の高い繊維塊を所望の棒径まで引
き延ばして縮小することを可能にしている。 なお、本発明において用いる加熱蒸気処理装置
の具体例としては、要するに加熱蒸気処理を管径
の異なる前後段（２段）の２重円筒によつて行な
う装置が好ましいものとして挙げられるが、更に
管路を徐々に縮径しつつ繊維を蒸気加熱処理する
截頭円錐形の２重円筒の処理装置の使用も可能で
ある。もちろんこれらの装置は外管に設けた加熱
蒸気導入管から蒸気を導入し、内管の開孔部から
噴出する形式にするのが望まれる。 本発明で行なう棒状繊維集合体の乾燥工程は、
加熱蒸気処理によつて繊維に与えられた若干量の
水分を乾燥するためにある。乾燥の程度は、繊維
が常温、常圧下においてしめす固有の含水量に達
すればよい。乾燥装置は有孔内管を有する２重円
筒からなり、乾燥用気体が外部から導入され、内
管開孔部から繊維層を経由して外部へ放出される
形式が用いられる。乾燥用気体は乾燥装置外にお
いて、もしくは装置内部たとえば有孔内管の外周
に電気ヒーターを捲回して加熱するなどの方法で
加熱した方が、より迅速に充分な乾燥を行なうこ
とができる。上記乾燥装置の有孔内管は内径が所
望の棒状体外径に見合つたものであつて曲がりの
無い管であることが望まれる。 本発明において用いる棒状繊維集合体の引き取
り工程は、加熱蒸気処理の後半部分から、乾燥装
置を経由してさらに後の工程例えば切断工程へ棒
状体を移行せしめ得るものであり、製品として必
要な外観を損なう傷を棒状体に与える方法でなけ
ればどんな形式であつてもよい。引き取り装置と
しては、例えば無端ベルトを走進させ、棒状体を
捲回挟持せしめて引き取る方法、あるいは一対の
ロールの間に棒状体を挟持させてロールの回転に
よつて棒状体を引き取る方法などが使用できる。
棒状体はこの後の工程において所要の長さに切断
され梱包される。 以上のごとく本発明はより具体的には、予め開
繊され繊維相互間接合用液体、粉粒体または糸状
物質を塗布、撒布または混合せしめたセルロース
エステル系繊維集合体を連続して棒状体に成形す
る方法であつて、上記繊維集合体を導入装置から
トランペツトガイドへ送り、次に加熱蒸気処理装
置へ送り、熱水蒸気によつて加熱処理したあと、
乾燥装置へ送り、熱風で乾燥して棒状体を形成し
た上記繊維集合体を引き取り装置によつて乾燥装
置から引き取ることよりなり、更に繊維集合体を
熱水蒸気で処理する工程を所望の棒状体直径より
大きい内径の有孔内管を有する第一段の加熱蒸気
処理装置と所望の棒状体直径と略等しい内径の有
孔内管を有する第二段の加熱蒸気処理装置とによ
つて行なう。 更にこの具体例として繊維集合体を熱水蒸気で
処理する工程を、繊維集合体の受入口径が所望の
棒状体直径より大きい内径であり、出口へ行くほ
ど徐々に小さく縮径されていて出口径が所望の棒
状体直径と略等しい内径になつている截頭円錐形
の加熱蒸気処理装置によつて行なうことよりな
る。 次に本発明に係る棒状繊維集合体の製造法の１
例を図面を用いて説明する。 第１図は原料が成形工程に到達する迄の準備工
程概略図である。 原料の繊維集合体は梱包１から取り出され、予
備開繊装置２を通過して予備的に開繊され、ガイ
ドロール３を通り、１対のもの２組のロールから
なる開繊装置４に入る。ここで緊張作用を受け
〔ロール４ａで押えてロール４ｂで引く〕開繊さ
れ、接合剤添加装置５を通り、ここで繊維表面へ
接合剤を均一な状態で撒布されデリバリーロール
６を通る。該デリバリーロール６は繊維集合体の
後工程への導入量を調節するものである。これ以
降の工程は第２図においてしめす。 第２図は棒状体の成形工程概略図である。デリ
バリーロール６から送られる開繊され、接合剤を
添加された繊維集合体はエアージエツト装置７の
中に送入され圧縮空気導入口２０から吹き入れら
れるジエツト流によつてトランペツトガイド８へ
噴出される。暫時滞留はするが、すぐ押出された
繊維集合体は加熱蒸気処理装置９へ押圧状態で送
入される。ここにおいて蒸気導入口２１から入る
加熱蒸気を噴霧された繊維は柔軟となり絡まり合
つた状態のまま嵩密度を高め部分的に接合され、
その後所望の直径まで縮径され、棒状繊維集合体
となり引き取り勝手に次の乾燥装置１０へ移動さ
れる。乾燥用空気は導入口２２から入り電気ヒー
ター１１によつて加温され有孔内管の開孔部から
繊維層へ入り繊維出入口から放出される。 乾燥后の棒状体は一対のゴムロールから成る引
き取り装置１２によつて引き取られ、さらに図に
示されていない切断および梱包工程へ送られる。 第３図はその加熱蒸気処理装置の具体例を示す
断面図である。 第３図Ａは縮径状態の２段の加熱蒸気処理を行
う方法において用いる装置の断面図で、まず第１
処理工程の２重円筒１３において、加熱蒸気入口
２１から入つた蒸気は蒸気噴出孔２３を通り繊維
導入孔２４から入つてくる繊維集合体を加熱し、
繊維同志を接合せしめる。なお管路２５の内径は
前記トランペツトガイド８の出口径にほぼ等し
い。繊維集合体は棒状体となつて送出口２５から
送出され更に第２処理工程の２重円筒管１４に送
られ縮径状態で加熱され引き取り勝手で送出され
る。管路２５′の内径は所望の棒状繊維集合体の
外径に等しい。 第３図Ｂは縮径状態の２段を連通して構成し、
加熱蒸気処理を行う方法において用いる截頭円錐
形をした装置の断面図で、加熱蒸気入口２１ｂか
ら入つた蒸気は噴出孔２３ｂ，２３′ｂを通り繊
維導入孔２４ｂから入つてくる縮径状態の繊維集
合体を順次加熱し、繊維同志を接合せしめる。 繊維集合体は棒状体となつて送出孔２５′ｂか
ら送出される。なお、管路２５ｂの入口内径はト
ランペツトガイド８の出口径に、管路２５ｂの出
口内径は所望の棒状繊維集合体の外径にそれぞれ
等しく設定されている。 以上のような方法により製造された棒状繊維集
合体はたばこ用フイルター、サインペン用インキ
保持体および芳香族含浸用芯材などに利用され
る。また形状も丸棒、角棒など目的に応じた形状
で製造することも可能である。 以下実施例により説明する。 実施例 １ 梱包からフイラメント繊度４デニール、全繊度
43000デニール、捲縮数28ケ／インチのセルロー
スジアセテートトウを取出し、第１図の予備開繊
装置２へ導入し、そこで圧縮空気によつて予備開
繊を行ない、次に１対のもの２組のロールから成
る開繊装置４によりトウの巾方向への拡幅と開繊
を行ない繊維トウを充分に開繊する。該開繊され
た繊維集合体を接合用液体添加装置５に導入し、
ロールコート方式によつてトリアセチンをロール
表面から繊維集合体へ付着（添加）する。トリア
セチンの付着量は繊維重量に対し約10重量％であ
る。次のこの繊維集合体をデリバリーロール６に
送り、該デリバリーロールからエアージエツト装
置７へ導く。該エアージエツト装置は２乃至５
Kg／cm²Ｇの圧縮空気を用いるジエツト流を用いて
繊維集合体をトランペツトガイド８内へ吹き出さ
せる。繊維集合体は僅少時間滞留の後、絡みあい
且つ積重された繊維塊となり、第３図Ａの加熱蒸
気処理工程へ送入される。加熱蒸気処理装置９は
１Kg／cm、２Kg／時間の熱水蒸気で上記繊維集合
体を２段階で蒸気加熱する。第１段の加熱装置１
３は内径13mmφの有孔内管をもつ長さ50mmの２
重円筒である。続いて第２段の加熱装置１４へ入
つた繊維集合体は内径８mmφ、長さ50mmの有孔
内管を通り棒状体を形成する。該棒状体は送出孔
２５から送り出されて乾燥装置１０へ送入され
る。該乾燥装置の有孔内管は内径８mmφ、長さ
250mm、である。有孔内管の外周には電気ヒー
ター１１が捲回されていて、空気導入口２２から
入つてくる空気の温度を約80℃に迄加熱昇温させ
る。そして加熱空気を含湿棒状体へ吹込むことに
よりそれを乾燥させる。棒状体の引き取りは引き
取り装置１２によつて、引き取り速度を毎分150
ｍで行なつた。次に102mm．毎に切断し、24時
間後に測定した結果、外径が7.9mmφ、硬度が
9.8、通気抵抗が275mmH₂Oであつた。尚外観は極
めて美麗な仕上りを与え真円性も良好であつた。
なお、上記棒状体の硬度及び通気抵抗の測定要領
は次の通りである。 (イ) 硬度：棒状体の長手垂直断面方向に300ｇの
静荷重を10秒間かけた時の変形量を1/10mmの単
位で表示した。 (ロ) 通気抵抗：棒状体102mm．の側面をゴムラ
テツクスチユーブで被覆し、空気の流入を零に
した状態で、17.5ml．／sec.の流速で切断面か
ら空気を流した時の圧力損失の水柱の高さm.
mで表示した。 実施例 ２ 紙巻プラグ（棒状繊維集合体）とノンラツププ
ラグ（本発明品）の性状比較 (イ) 使用トウ フイラメントデニール：４デニール フイラメント断面形：Ｙ型 トータルデニール：43000デニール 捲縮数：27個／inch (ロ) 製造方法 本発明品は実施例１と同様の方法
で製造し、紙巻プラグは通常の方法で製造した
（長さ102mm、直径7.9mmφの場合）。 (ハ) プラグ性状

【表】 以上のごとく本発明品のノンラツププラグは紙
巻プラグとほぼ同様の通気抵抗、つまり嵩密度を
得ることができる。もちろんその他の性状及び製
造速度においても差はほとんどなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる繊維集合体の前処理工
程の概略図である。第２図は本発明の棒状の繊維
集合体を製造する製造工程の概略図である。第３
図は繊維集合体を加熱蒸気処理する装置であつ
て、第３図Ａは２段式加熱蒸気処理装置の断面図
であり、第３図Ｂは截頭円錐形の加熱蒸気処理装
置の断面図である。 ２……予備開繊装置、４……開繊装置、５……
接合剤添加装置、６……デリバリーロール、７…
…エアージエツト装置、８……トランペツトガイ
ド、９……加熱装置、１０……乾燥装置、１２…
…引き取り装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロースエステル系繊維集合体を連続して
   棒状に成形する方法において、予め繊維重合体を
   連続的に拡幅開繊し接合剤を添加し、トランペツ
   トガイドへ導入通過させる予備形状処理工程と、
   加熱水蒸気によつて繊維集合体を加熱し三次元網
   状に接合する加熱蒸気処理工程と、水分を除去す
   る乾燥工程と、乾燥された繊維集合体を引き取る
   引き取り工程の各工程を上記順序にて行ない、か
   つ前記加熱蒸気処理工程が、予備形状処理された
   繊維集合体をそのまま又は若干縮径して加熱水蒸
   気に接触させる第１処理工程と、更に第１処理後
   の繊維集合体を縮径して加熱水蒸気に接触させる
   第２処理工程とからなる棒状繊維集合体の製造
   法。 ２ 第１処理工程が予備形状処理された繊維集合
   体を、同一径に又は若干縮径できる内径を有する
   第１管路に該管路に形成した通孔により加熱水蒸
   気を供給しつつ繊維集合体を通過させることより
   なり、第２処理工程が前記第１管路より小さく所
   望の棒状繊維集合体の直径に略等しい内径を有す
   る第２管路に、該管路に形成した通孔により加熱
   水蒸気を供給しつつ繊維集合体を通過させること
   よりなる特許請求の範囲第１項記載の棒状繊維集
   合体の製造法。