JPS58220838A - 棒状繊維集合体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｐ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って製造される棒状体は、たばこ用
フィルター、サインベ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ッ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４５−８２２４０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
プで捲回した主搬送しつつ、同時に該無端テープ上から
加熱流体をもって加熱、　　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
′ｆｃ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っては致命
的な欠陥となる。　例えばたばこフィルターとして用い
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。　また煙が凹みに沿って短絡するため、濾過効率の
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５６−１１８
９４０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ッパー
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
かシ、棒状体の物性および形状等においても末だ充分に
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斜上の如き難点を生
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
った結果、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った。

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
、トランペットガイドへ導入通過させる予備形状処理工
程と、加熱水蒸気によっ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シ工
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
は君子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
処理することによって、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、それによってその後全体的に
接合し引き取って（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、セルロースピロビオネート、セルロ
ースブ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敵
方デニール前後の捲縮糸の帯状集合体、フィラメントの
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号物質であれ
ば液状、粉粒状、糸状物質のいづれであってもよく、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
。

例工ｉｊ’、）ＩＪエアチン、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−ロール
単独かまたはテリバリーロールとエアージェットを併用
する方法を利用することができる。　エアージェット（
装＠）を用いる場合には、得られる棒状体の嵩密度を高
めることが容易である。　これはエアージェットにより
繊維集合体を絡ませながら吹き出させることによって押
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。　これに対しプリ′ウ 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、従って工
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−ロール
が成形装置上部にあって、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ェットは繊維
集合体が中心部を通り、その周辺にあるスリットから圧
縮空気を噴出させる通常用いられるものが使用できる。

　該エアージェットは、通常エアーによって繊維集合体
を噴出するように押し出す先端部分をトランペットガイ
ドの内部中央部まで挿入されている。　繊維集合体はト
ランペッ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。　ここでトランペットガイドの繊
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＝−／Ｉ；’ｍ
’、棒状体の嵩密度および棒状体の直径によって適宜選
択する。

本発明において行々う加熱蒸気処理は、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、更に縮径して加熱水蒸気
に接触させる第２処理工程とについて行なわれる。　こ
れらの画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ｆｃ２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８ｋｇ／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々く熱効率も極め
て高いため処理時間も少なくてすむ長所を有している。

″１ｆｃ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っている。

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ット
ガイドの繊維出口側の孔径と略同−か若干小さい径の有
孔管へ繊維集合体を送入し、単位長尚りの所要繊維量を
確保すると共に接合剤の初期加熱によシ繊維を部分的に
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重円筒によって行なう装置が好ましいもの
として挙けられるが、更に管径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
処理によっ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
いてしめず固有の含水量に達すれば工い。　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
見合ったものであって曲が９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
らに後のニー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ってもよい。　
引き取り装置としては、例えば無端ベルトを走進させ、
棒状体を捲回挾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挾持させてロールの回転によっ
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夕具体的には、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″１ｆｔ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って、上記繊
維集合体を導入装置からトランペットガイドへ送り、次
に加熱蒸気処理装置へ送り、熱水蒸気によって加熱処理
したあと、乾燥装置へ送シ、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ｐ装置によって乾燥装置
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エフ１１ 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って打力う。

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エフ
大きい内径であり、出口へ行＜す１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
なっている截頭円錐形の加熱蒸気処理装置によって行な
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−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Ｒ（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−ロール（６）を通る。　
該デリバリ−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ｒｌｌＥ２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−
ロール（６Ｎ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ェット装置（７）の中に送入さ
れ圧縮空気導入口のから吹き入りられるジェット流によ
ってトランペットガイド（８）へ噴出される。　暫時滞
留はするが、すぐ押出され７１ｃ繊維集合体社加熱蒸気
処理装置（９１へ押圧状態で送入される。　ここにおい
て蒸気導入口Ｃ２１１から入る加熱蒸気を噴霧された繊
維は柔軟となり絡ま夛合っ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
繊維集合体となシ引き取り勝手に次の乾燥装置００へ移
動される。　乾燥用空気は導入口のから入り電気ヒータ
ー　（１１１１によって加温され有孔内管の開孔部から
繊維層へ入シ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α２によって引き取られ、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８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８図（４）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０９において、加熱蒸気人口ｃＩＤから入った
蒸気轢蒸気噴出孔のを通り繊維導入孔（２４）から入っ
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−の内径は前記トランペットガイド（８）の
出口径にほぼ等しい。　繊維集合体は棒状体となって送
出孔伺から送出され更に第２処理工程の２重円管ａ４に
送られ縮径状態で加熱され引き取Ｖａ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８図の）は縮径状態の２段を連続して購成し、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）から入った蒸気は
噴出孔！ａｂＸ２８°ｂ）を過少繊維導入孔（２４ｂ）
から入っ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って送出孔（２６′ｂ）から送
出される。　なお、管路（２ｓｂ）の入口内径はトラン
ペットガイド（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
ばこ用フィルター、サインペン用インキ保持体および芳
香剤含浸用芯材などに利用される。

寸た形状も丸棒、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。

以下実施例にニジ説明する。

実施例１ 梱包からフィラメント繊度４デニール、全繊度４８００
０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って予備開繊を行ない、次［
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温加
装ｗ（５１に導入し、ロールコート方式によってトリア
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。　次にこの繊維集合体をデリバリ−ロール（６）
に送り、該デリバリ−ロールからエアージェット装置（
７）へ導く。　該エアージェット装置は２乃至５ｋｇ／
ｃｌＩＧの圧縮空気を用いるジェット流を用いて繊維集
合体をトランペットガイド（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８図（４）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／ａＲ，
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０３は内径１８闘メの
有孔内管をもつ長さ５０　闘１．０２重円筒である。　
続いて第２段の加熱装置Ｏｎへ入った繊維集合体は内径
ｇｆｌｙ。

長さ５（３Ｎ１１１１．の有孔内管を通り棒状体を形成
する。

該棒状体は迭出孔器から送り出されて乾燥装置ａυへ送
入される。　該乾燥装置の有孔内管は内径８ｙｄ、長さ
２５０Ｍ１１１．である。　有孔内管の外周には電気ヒ
ーターｆｕｌｌが捲回されていて、空気導入口■から入
ってくる空気の温度を約８０℃に迄加熱外温させる。　
そして加熱空気を含湿棒状体へ吹込むことに工９それを
乾燥させる。　棒状体の引き取りは引き取Ｖ装置０２１
によって、引き取り速度を毎分１５０ｍで行なった。　
次に１ｇ２胛＊ｚ。

毎に切断し、２４時間後に測定した結果、外径が７．９
Ｗ１１１Ｊｌ、硬度が９．８、通気抵抗が２７５　ｆｆ
Ｈ，０であった。　尚外観は極めて美麗な仕上りを与え
真円性も良好であった。　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８００２の静
荷重を１０秒間かけた時の変 形量を１／１０ｓｎ＋の単位で表示した。

口）通気抵抗二　棒状体１６２ｓｎＢ、の側面をゴムラ
テックスチューブで被覆し、 空気の流入を零にした状態で、１７．５Ｈ１，／ｓｅｅ
、の流速で切断面から空気を流した時の圧力損失を水柱
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）とノンラップブラグ（本
発明品）の性状比較 イ）使用トウ　フィラメントデニール：４　デニールフ
ィラメント断面形：　Ｙ　型 トータルデニール：　　４８０００デニ一ル捲縮数＝２
７個／　１ｎｃｈ 口）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１０２１＊。

直径７．９ｆｌＯ）場合）。

ノ・）プラグ性状 以上のごとく本発明品のノンラッ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
はほとんどなかった。

【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８図は繊維集合体を
加熱蒸気処理する装置であって、第８図（４）は２段式
加熱蒸気処理装置の断面図であり、第８図０３）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−ロ
ール、（７）・・・エアージェット装置、（８）・・・
トランペットガイド、（９１・・・加熱装置、０ト・乾
燥装置、０・・・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、トランペットガイドへ導入通過
   させる予備形状処理工程と、加熱水蒸気によって繊維集
   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。 体を引き叡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
   らな為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シ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シ、第２処理工程が前
   記第１管路ニジ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
   ことニジ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。