JPH05263307A - 複合メルトブロー紡糸口金 - Google Patents
複合メルトブロー紡糸口金Info
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Abstract
かも単糸間の複合比や繊維断面における両成分の周率の
配分等の複合状態が均一で、かつ繊度むらの少ない、し
かも口金幅が大で生産性のよい並列型複合メルトブロー
紡糸口金装置を提供する。 【構成】原液供給板2、分配板3、口金板の紡糸孔1個
に各1個その下部に削設された複合成分の結合溝12の
ある分離板4、口金板18、および気体間隙調節板6よ
り構成する並列型複合メルトブロー口金装置。 【効果】分離板4下部に結合溝が紡糸孔1個に対し必ず
1個あるので、口金板18内腔部で原液の粘度むらや紡
糸温度むら等が少々起きても複合比や各成分の繊維断面
における断面周率が均一で、しかも繊度むらの少ない極
細繊維が得られる。
Description
金に関し、特に2種の紡糸原液を溶融押出し並列型に複
合し、押出された未延伸糸を高速気流でブローン紡糸す
る並列型複合メルトブロー紡糸口金装置に関する。この
ような紡糸装置により得られた極細繊維はウェブ状また
は不織布もしくは成型物に加工し、マスク、精密濾過用
フィルタ、バッテリーセパレータ、衛生材料、断熱材等
の用途に使用される。
出し、押出された未延伸糸に対し紡糸口金の両側に設け
られた間隙から高温高速の気流を噴出してブローン紡糸
する、いわゆるメルトブロー紡糸は、例えば繊維径10
μm以下の極細繊維を得ることができ、しかも紡糸と不
織布の製造を連続的に行うことができるので極細繊維不
織布の製造には有利な方法である。
る。その1は非複合繊維に関するものであり、その2は
複合繊維に関するものである。非複合繊維のメルトブロ
ー紡糸については、インダストリアル・アンド・エンジ
ニアリング・ケミストリー(48巻、第8号、1342
〜1346頁、1956年)に装置および紡糸法が記載
されている。特開昭50−46972および特開昭54
−134177には、ポリマーを分解したりポリマーの
見掛け粘度や押出温度等の紡糸条件を特定の臨界範囲内
におさめながら紡糸する方法がその装置とともに記載さ
れている。しかし前記引例には複合紡糸については何も
開示されていない。
ー紡糸については、特開昭60−99057および特開
昭60−99058に、2種のポリマーを各々の押出機
から導入するための導管、導管に接続した複合成分を結
合するための孔、紡糸孔、およびエアーオリフィスとを
備えた並列型複合メルトブロー紡糸口金装置および紡糸
方法が開示されている。該特許によればポリエステル/
ポリプロピレン、ナイロン−6/ポリプロピレン等、さ
まざまの異質ポリマーの組合わせで並列型複合メルトブ
ロー紡糸法極細繊維を製造することができるとしてい
る。
合繊維の製法にあっては、ダイを通過する異質ポリマー
の粘度は一般に類似しているべきであり、それは押出機
内の温度および滞留時間、ポリマーの組成等を制御する
ことによって達成できるとしている。すなわち、この製
法にあっては、異質ポリマーは各々の押出温度および滞
留時間を制御され、粘度がほぼ同一になった状態でダイ
に到達し、かつダイの内部においても各々の粘度バラン
スを保ったまま流動することによってのみ、ダイキャビ
ティで複合塊になり、複合部のひどい乱れや崩壊なしに
並んだオリフィスから押出されて、複合のブローン繊維
を形成することができるというものである。しかし、こ
のような紡糸口金装置では、きわめて精密な押出機内の
温度および滞留時間、ポリマーの組成等の制御が可能で
あって、かつダイ内部での滞留時間が短い比較的小さい
ダイを備えた、生産性を考慮しない場合にのみ均一な複
合繊維の製造が可能である。すなわち、ポリマー自体の
分子量の変動、押出温度のわずかな変動によって、溶融
した各々のポリマーに粘度差を生じた場合、ダイの内部
で溶融したポリマー流れの乱れを生じ、ダイキャビティ
で均一な複合塊を形成することができず、ひいては均一
な複合ブローン繊維を形成できなくなり、また仮にポリ
マーの粘度を一定に保つように、押出機内の温度を精密
に制御したとしても、生産性を考慮した大きなダイを使
用した場合、異なった流動性を持つポリマーが同一温度
に保たれたダイの内部を流動するとき、必然的にダイ内
部での滞留時間が長くなるため、各々の持つ流動性によ
り粘度バランスが崩れ、複合比が均一な複合ブローン繊
維を形成できず、しかも得られた繊維の繊度むらが大き
くなるという課題がある。
長手方向に削設された細長い溝状の合流樹脂整流部24
とその底に穿孔された紡糸孔を備えた口金、および口金
の内腔に2種の原液を分離するための分離板とを備えた
並列型複合メルトブロー紡糸装置が開示されている(図
17、18)。また該合流樹脂整流部の底にミキサーを
挿入するための円管部25のある口金も開示されている
(図19)。この装置を用いれば口金の長手方向に長さ
と厚さとの比が限定された合流樹脂整流部が削設されて
いるので、第1成分と第2成分の粘度バランスが少し崩
れたものを紡糸しても前記2件の公知技術に較べ複合比
や繊度むら等は少しは改善されるが、各々の紡糸孔に対
応する均一結合機構、均一分配機構が全くないので、依
然として前記のような課題を解決するには到っていな
い。
の紡糸孔すべてに対する複合成分の均一結合、均一分配
機構については全く配慮されていなかった。
異質のポリマーの組合わせに対応でき、しかも押出され
た単糸間の複合比や繊維断面における両成分の周率の配
分等の複合状態が均一で、かつ繊度むらの少ない、並列
型複合メルトブロー紡糸口金装置を提供することにあ
る。さらに他の目的は複合状態が悪いポリマーの組合わ
せの場合であっても高価な口金板の交換を必要とせず、
安価な分離板の交換のみで各種異種のポリマーから複合
状態がよく、かつ繊度むらの少ない繊維を紡糸すること
ができる口金装置を提供することにある。さらに他の目
的は口金幅が大で生産性のよい口金装置を提供すること
にある。
の本発明の構成は次のとおりである。 1.並列型複合メルトブロー紡糸口金であって、2種の
紡糸原液を後記分配板の分配溝へ導くための原液導入溝
がそれぞれ削設された原液供給板2と、前記原液供給板
から供給された原液を分配する分配溝を有する分配板3
と、背面に後記分離板を挿入するための内腔23が削設
され、かつ内腔底面Xに複合成分導入孔14および紡糸
孔15が穿孔された口金板5と、下部に前記異なる原液
を結合するための結合溝17が長手方向を横切るよう
に、かつ該結合溝17が紡糸孔15の中心軸上にあるよ
うに削設された分離板4と、前記口金板の周りに前記紡
糸口の出口に向けて形成された気体噴出用間隙とを備え
た複合メルトブロー紡糸口金。
の長手方向に削設され、かつ該分配溝には原液を後記紡
糸口金の受部溝へ導くための分配孔が穿孔され、前記分
離板の各結合溝の間には結合溝隔壁が形成され、かつ前
記気体噴出用間隙は、前記口金板とその周りに設けられ
た気体間隙調節板との間に形成されている前記1記載の
並列型複合メルトブロー紡糸口金装置。
の内腔の底面Xが密着された前記1または2記載の並列
型メルトブロー口金装置。 4.分離板の結合溝隔壁の底面Kと口金板の内腔の底面
Xとの間に狭あいな間隙D1 があり、かつ該D1 が原液
圧力調整溝12の幅W3 よりも小である前記1または2
記載の並列型メルトブロー口金装置。
の内腔の底面Xとの間に狭あいな間隙D1 があり、かつ
該D1 が原液圧力調整溝12の幅W3 および結合溝17
の深さD2 のいずれより小である前記1または2記載の
並列型メルトブロー口金装置。 6.結合溝の深さD2 が原液圧力調整溝12の幅W3 よ
り小さい前記5記載の並列型メルトブロー口金装置。
る。図1は、本発明の複合メルトブロー紡糸口金装置の
正面概略断面図、図2は、図1の口金板下部の拡大断面
図である。この口金装置は、紡糸原液Aおよび紡糸原液
Bがそれぞれ供給される原液導入溝7aおよび7bがそ
れぞれ削設された原液供給板2と、該原液供給板2を経
て供給された原液A、Bを均一に分配する分配板3と、
背面に後記の分離板を挿入するための内腔23が削設さ
れ、かつ内腔底面Xに複合成分導入孔14および紡糸孔
15が穿孔された口金板5と、下部に前記2種の原液を
合流結合するための結合溝17が長手方向を横切るよう
に、かつ該結合溝17が紡糸孔15の中心軸上にあるよ
うに削設された分離板4と、前記口金板5とその外側に
設けられた気体間隙調節板6との間に、前記紡糸孔15
の出口に向けて形成された気体噴出用間隙16とから主
として構成される。
に削設されて、その排出口は広角状に削設され、分配板
3の分配溝に合致するようになっている。該原液供給板
2は一体物でもよいが、本実施例の場合は左部材、中央
部材、右部材の3個に分割されており、これらはそれぞ
れボルトで固定されている。分配板3には分配溝9a、
9bが長手方向、図1でいう前後方向に削設されてい
る。さらにその底には分配孔8a、8bが多数穿孔され
ている。該分配溝9a、9bにはまたフィルタ10が装
着され、該分配溝の底はフィルタの支持材をも兼ねてい
る。フィルタ10は分配孔8a、8bの原液排出部腹
面、または原液供給板2の原液受部口側に備えていても
よい。該分配板3と後記分離板4は一体物でもよいが、
本実施例の場合は分配板3と分離板4はボルト11で固
定されている。
内腔に配置された分離板4で左右に分離され、2室の原
液受部溝13(図1)とこれに連続する狭あいな原液圧
力調整溝12を形成している。口金板5の上面は後記の
分離板4を挿入するための内腔が長手方向、本図でいう
前後方向に削設されており、該内腔底の底面Xには複合
成分導入孔14および該孔14の下部に紡糸孔15が穿
孔されている。
融押出されたA成分、B成分の各々の原液は、2台のギ
アポンプにより、原液供給板2のそれぞれの原液受部口
(図示せず)に到り、各々の原液導入溝7a、7bを経
て分配板3の分配溝9a、9bに排出される。各原液は
分配板の各々の分配孔8a、8bを通り口金板上部の受
部溝13に排出される。各原液は各々の原液受部溝13
と原液圧力調整溝12を通り、さらに分離板下部の結合
溝17で結合され、口金板の複合成分導入孔14を通り
紡糸孔15より紡糸される。
4の結合溝隔壁Kは図7のように密着するか、または図
3に示すように密着せず狭あいな間隙D1 を形成してい
る。また、口金板5の長手方向を直角に横切るように切
断したときの形状は図2に示すように逆二等辺三角形を
している。前記原液圧力調整溝12は、図1、2に示す
ように分離板4下部の略V状放射部側壁と口金板5内腔
壁部とがなす間隙をいうが、該調整溝の幅W3 (図2)
は約0.5〜10mmであることが好ましい。該幅が0.
5mm未満の場合、原液の移送速度が速すぎ粘度むらが起
きたり結合溝で圧力変動が起きるので複合状態が悪くな
る。逆に10mm以上の場合原液の移送速度が遅すぎ、原
液の異常な熱分解、炭化等の問題が発生する。
入孔14の径W2 は約0.3〜5mmが好ましく、紡糸孔
15は径約0.1〜1.5mmが好ましい。また、該紡糸
孔は約0.5〜10mmピッチで穿孔されることが好まし
い。分離板4は頂部22で分配板3にボルトで締めつけ
られている。該分離板4にはその下部に結合溝17が長
手方向を横切る方向、図1でいう左右方向に複数列削設
されている。各結合溝17の間には例えば図3に示すよ
うに必ず結合溝隔壁19がある。そしてこの結合溝17
は紡糸孔1個に対し必ず1個、各紡糸孔の中心軸上に配
置されている。分離板4と口金板5との隙間で構成され
る原液圧力調整溝12は、口金の長手方向に広がってお
り、ここを流れ降りる紡糸原液に口金の長手方向にわた
って圧力むら(紡糸孔ごとの流量むら)が起こり、複合
比むら、繊度むらにつながる場合があるが、この結合溝
17を設けることにより、この複合比むらや繊度むらの
発生を防止できる。
5mm、幅W1 は約0.3〜5mmが好ましい。また結合溝
17の幅W1 は複合成分導入孔の径W2 と同一であるこ
とが好ましいが、図4および図10に示すようにW1 >
W2 、または図9に示すようにW1 <W2 のいずれであ
ってもよい。しかしW1 とW2 の大きさの比率は2:1
から1:2が限度である。この比率を外れた場合複合比
が不均一なものとなる。結合溝17の長さLと複合成分
導入孔14の径W2 との関係は、図11に示すようにL
<W2 であってもよい。この長さLは加工可能な限り長
いほうが好ましい。また該結合溝17は図13に示すよ
うに原液導入口部が広角になっていてもよい。また結合
溝17とともに結合誘導溝20を設けることにより、複
合比むらや繊度むらの発生をより有効に防止できる。結
合誘導溝20の幅および深さは結合溝17の幅と同程
度、深さと長さは2〜30mm程度とすることができる。
この結合誘導溝20は、図5、6に示すように、結合溝
17の両端部より分離板壁の上方に延設されたものでも
よく、また分離板下部近傍のみに限定されず、例えば原
液受部溝13側へ延びて削設されていてもよい。
易であり、安価に作製できるので結合溝17の寸法の違
うものを数個用意し、高価な口金板を変えずに分離板4
のみを交換し、紡糸を試行し各原液に最適な複合状態の
よいものを選ぶことができる。本装置において、分離板
4の結合溝隔壁19の底面Kと口金板の内腔の底面X
は、図7に示すように密着していてもよいが、図3に示
すように狭あいな間隙D 1 がある状態で配置されていて
もよい(図3)。結合溝隔壁19の底面Kを口金板内腔
の底面Xと密着させた場合(D1 =0)、各紡糸孔を分
離するには好都合であるが、該底面Kおよび底面Xを損
傷し易くなり、これら底面の損傷は、紡糸孔に近いこと
もあって、紡糸原液の流れに大きく影響し、繊度むらの
原因になることがある。狭あいな間隙D1 がある場合、
該D1 は原液圧力調整溝の幅W3 よりも小であることが
好ましい。さらに好ましくはD1 は、W3 とD2 のいず
れより小であることが好ましい(図1、2)。D1 がW
3 より大きくなると、口金板内腔の底部(複合成分導入
孔14の入口)に大きな圧力がかかり、この部分で大き
な圧力降下が生じ、複合比の変動や繊度むらの原因にな
る。
紡糸孔15の真上に配置された結合溝で1個ずつ確実に
並列型に結合しながら複合成分導入孔14を通り紡糸孔
15へ導かれるので、2種の成分の粘度差が大きい場
合、あるいは口金板内腔部で原液の粘度むらや紡糸温度
むら等が少々起きても複合比や各成分の繊維断面におけ
る断面周率等が均一で、しかも繊度むらの少ない極細繊
維が得られる。
左右にある気体導入口18より高温高圧の気体が導入さ
れ気体噴出用間隙16より該気体が噴出され、該噴出気
体により延伸され同時に短繊維状に切断され、口金板下
部に配置された捕集装置で極細繊維ウェブとして捕集さ
れる。なお該噴出気体は空気、窒素ガス等の不活性気体
が用いられ、温度は約100〜500℃、圧力は約0.
5〜6kg/cm2 である。なお本発明において、気体噴出
用間隙は図1のような1段のみならず2段に配置するこ
ともできる。
模式的に示すと図16の26、27に示すような並列型
となる。該繊維はそのまま、またはコロナ放電処理、親
水化処理、抗菌剤処理等の改質化処理をしたり、あるい
は他の繊維と混合したり、加熱により捲縮の発現あるい
は熱融着し、ウェブ状または不織布状で種々の用途に用
いられる。
は、分離板下部に結合溝が紡糸孔1個に対し必ず1個あ
るので、口金板内腔部で原液の粘度むらや紡糸温度むら
等が少々起きても複合比や各成分の繊維断面における断
面周率が均一で、しかも繊度むらの少ない極細繊維が得
られる。また分離板は結合溝の削設加工が容易であり、
安価に作製できるので結合溝の寸法の違うものを数個用
意し紡糸を試行し各原液に最適な複合状態のよいものを
容易に配置することができる。また口金板の幅が大きい
生産性のよい口金板を配置することができる(請求項
1、2、3)。また分離板と口金板がその狭あいな間隙
D1 がある状態で配置したものは、上記のような効果に
プラスし口金板底と分離板下部のいずれも損傷を受けず
長期間使用できるという効果がある(請求項4、5)。
概略断面図。
断面図。
ための図。
概略図。
概略図。
置の正面断面概略図。
分配板、4…分離板、5…口金板、6…気体間隙調節
板、7a…A成分原液導入溝、7b…B成分原液導入
溝、8a…A成分分配孔、8b…B成分分配孔、9a…
A成分分配溝、9b…B成分分配溝、10…フィルタ、
11…ボルト、12…原液圧力調整溝、13…受部溝、
14…複合成分導入孔、15…紡糸孔、16…気体噴出
用間隙、17…結合溝、18…気体導入口、19…結合
溝隔壁、20…結合誘導溝、21…ボルト孔、22…分
離板の頂部、23…口金板の内腔、24…合流樹脂整流
部、25…円管部、26…複合繊維、27…複合繊維、
D1 …分離板の結合溝隔壁の底面Kと口金板底面Kとの
狭あいな間隙、D2 …結合溝の深さ、W1 …結合溝の
幅、W2 …複合成分導入孔の径、W3 …原液圧力調整溝
の幅、L…結合溝の長さ、K…分離板結合溝隔壁の底
面、X…口金板内腔の底面。
Claims (6)
- 【請求項1】 並列型複合メルトブロー紡糸口金であっ
て、2種の紡糸原液を後記分配板の分配溝へ導くための
原液導入溝がそれぞれ削設された原液供給板と、前記原
液供給板から供給された原液を分配する分配溝を有する
分配板と、背面に後記分離板を挿入するための内腔が削
設され、かつ内腔底面に複合成分導入孔および紡糸孔が
穿孔された口金板と、下部に前記異なる原液を結合する
ための結合溝が長手方向を横切るように、かつ該結合溝
が紡糸孔の中心軸上にあるように削設された分離板と、
前記口金板の周りに前記紡糸口の出口に向けて形成され
た気体噴出用間隙とを備えた複合メルトブロー紡糸口
金。 - 【請求項2】 前記分配板の分配溝は該分配板の背面の
長手方向に削設され、かつ該分配溝には原液を後記紡糸
口金の受部溝へ導くための分配孔が穿孔され、前記分離
板の各結合溝の間には結合溝隔壁が形成され、かつ前記
気体噴出用間隙は、前記口金板とその周りに設けられた
気体間隙調節板との間に形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の並列型複合メルトブロー紡糸口金装
置。 - 【請求項3】 分離板の結合溝隔壁の底面と口金板の内
腔の底面が密着された請求項1または2記載の並列型メ
ルトブロー口金装置。 - 【請求項4】 分離板の結合溝隔壁の底面と口金板の内
腔の底面との間に狭あいな間隙があり、かつ該狭あいな
間隙が原液圧力調整溝の幅よりも小である請求項1また
は2記載の並列型メルトブロー口金装置。 - 【請求項5】 分離板の結合溝隔壁の底面と口金板の内
腔の底面との間に狭あいな間隙があり、かつ該狭あいな
間隙が原液圧力調整溝の幅および結合溝の深さのいずれ
より小である請求項1または2記載の並列型メルトブロ
ー口金装置。 - 【請求項6】 結合溝の深さが原液圧力調整溝の幅より
小さい請求項5記載の並列型メルトブロー口金装置。
Priority Applications (7)
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