JP2002371428A

JP2002371428A - 糸条延伸装置

Info

Publication number: JP2002371428A
Application number: JP2001174023A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Fukutani; 和久福谷; Masahiko Mitsuda; 正彦満田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】エネルギー効率よく、むらのない不織布を製
造する。【解決手段】供給装置１から押し出される糸条を吸引
する入口９と、延伸後の糸条をコンベヤに向けて吹き出
す出口１０とが形成された通路８を有している。通路８
には、噴出口１３ｃが形成されている。噴出口１３ｃと
出口１０との間には、出口１０側の通路幅が入口９側よ
りも広がった末広がり部１７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融紡糸可能な高
分子物質から不織布を製造するための糸条延伸装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】不織布は、多数の穴を有する溶融樹脂の
供給装置（スピナレット）から糸状に押し出した溶融樹
脂（フィラメント）を冷却空気流により冷却固化してか
ら糸条延伸装置に供給してその内部で延伸し、さらに糸
条延伸装置から排出されたフィラメントをコレクタ（コ
ンベア）に定着させることにより連続的に製造されてい
る。

【０００３】糸条延伸装置でフィラメントを延伸するに
は、糸条延伸装置内のフィラメントの通路に設けられた
空気供給口から高圧空気を高速で噴出してフィラメント
に張力を与えることが一般的である。空気供給口から高
速の空気流（一次空気流）が通路へと噴出されると、そ
のエグゼクタ効果により、通路の入口から空気流（二次
空気流）が通路内へと吸引される。そして、一次空気流
と二次空気流とによってフィラメントに張力が与えら
れ、フィラメントが延伸する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにしてフィラメントを延伸して不織布を製造する
と、製品シートに密度むらが発生することがある。これ
は、一次空気流と二次空気流との混合に伴って通路内に
形成される渦流または乱流のためにフィラメントが振れ
るまたは乱れることが原因になっていると考えられる。

【０００５】係るフィラメントの乱れによる製品シート
の密度むらを防止するための技術として、一次空気流の
空気供給口を二次空気流の流路と平行に配置するように
したもの（実公昭６３−１５３４６号公報参照）、通路
に対する一次空気流の空気供給口の角度、通路の寸法お
よび一次空気流の流速を規定するようにしたもの（特公
昭４９−３０８６１号公報参照）が知られている。とこ
ろが、上記公報の技術基づいて製造された不織布にも密
度むらは発生しており、より密度むらの少ない不織布を
製造することができる技術が求められている。

【０００６】そこで、本発明の目的は、従来よりも密度
むらの少ない不織布を製造することができる糸条延伸装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の糸条延
伸装置は、紡糸口金から押し出される糸条群を吸引する
入口と、前記入口から吸引された前記糸条群を排出する
出口とが形成された前記糸条群の通路を有しており、前
記通路内に気体を噴出して吸引方向の気体流を形成する
ための気体噴出口が前記通路に形成されており、前記通
路の前記気体噴出口と前記出口との間に、前記出口側の
通路幅が前記入口側よりも広がった末広がり部が形成さ
れていることを特徴としている。

【０００８】気体噴出口から通路に供給された気体によ
って通路内に気体流（一次気体流）が発生すると、気体
噴出口近傍に低圧部が生じる。そのために、入口から通
路内に気体が吸引されて通路内に気体流（二次気体流）
が発生し、発生した二次気体流は一次気体流と混合され
て出口に向かう混合流となる。この混合流の動圧が静圧
へと変わる際の抵抗は、請求項１のように気体噴出口と
出口との間に末広がり部を設けたことにより低減される
ので、一次気体流と二次気体流との混合流の速度低下量
が少なくなって通路内での糸条の振れが抑制される。従
って、従来よりも密度むらの少ない不織布を製造するこ
とが可能となる。

【０００９】また、上述のように一次気体流と二次気体
流との混合流の速度低下量が少なくなるということは、
一次気体流の流速が従来と同じだとしても二次気体流の
流速が大きくなると共にその量も増えることを意味す
る。つまり、請求項１によると、一次気体流の流量およ
び流速が同じであっても糸条群の紡糸張力および紡糸速
度を高めることができると共に糸条延伸装置でのエネル
ギー効率を従来よりも高めることができる。また、一次
気体流の流速が従来と同じだとしても二次気体流の流速
が大きくなると共にその量も増えるために、糸条延伸装
置の入口から糸条群が容易に吸引されるようになる。

【００１０】請求項１の糸条延伸装置では、末広がり部
の形状は出口側の通路幅が入口側よりも広がった形状で
あるという以外は特に限定されない。しかしながら、入
口側での通路幅が出口側に向けて緩やかに広がるテーパ
ー面が形成されていれば、気体流のエネルギーロスが小
さく効率がよい。末広がり部の広がり角度は、糸条の振
れを抑制して不織布の密度むらを少なくする観点から、
１°〜２０°であることが好ましく、５°〜１０°の角
度であることがより好ましい。

【００１１】なお、請求項１において、気体噴出口は通
路を挟んでその片側だけに設けてもよいし、両側に設け
てもよい。両側に設けた場合、通路内を通過する糸条が
両側からの気体流により延伸されるので、通路断面にお
ける流速分布が均一となり、むらのない不織布を製造す
るのに効果的である。また、末広がり部は、通路の両側
の側壁の形状が互いに異なる通路に対して非対称なもの
であってもよいし、通路の両側の側壁の形状が互いに同
じである通路に対して対称なものであってもよい。

【００１２】請求項２に記載の糸条延伸装置は、前記通
路の前記末広がり部と前記出口との間に、通路幅が一定
の領域が形成されていることを特徴としている。

【００１３】請求項２によると、通路幅が一定の領域に
おいて糸条に張力をかけることができるので、さらに密
度むらの少ない不織布を製造することが可能となる。当
該領域の長さは、気体の混合の抵抗およびそれによる損
失を小さくする観点から、通路幅の１〜１０倍であるこ
とが好ましく、１〜４倍であることがより好ましい。

【００１４】請求項３の糸条延伸装置は、前記通路の前
記気体噴出口と前記末広がり部との間に、通路幅が一定
の領域が形成されていることを特徴としている。

【００１５】請求項３によると、通路幅が一定の領域に
おいて糸条に張力をかけることができるので、さらに密
度むらの少ない不織布を製造することが可能となる。当
該領域の長さは、気体の混合の抵抗およびそれによる損
失を小さくする観点から、通路幅の１〜１０倍であるこ
とが好ましく、１〜４倍であることがより好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
一実施の形態について説明する。

【００１７】図１は、本実施の形態に係る糸条延伸装置
を用いて不織布を製造する装置の斜視図を示す。多数の
紡糸孔を有する供給装置１の下方に糸条延伸装置２が配
設され、この下方に矢印に示す方向に移動するコンベヤ
３が配設されている。図１中、コンベヤ３の幅方向をｘ
方向とし、長手方向をｙ方向とする。

【００１８】供給装置１の紡糸口金はｘ方向に列設され
ており、糸条４は紡糸口金からｘ方向に一列に押し出さ
れる。糸条延伸装置２は、２枚のサイドプレート５と、
ｘ方向の両端に配置されたサイドプレート５に挟まれた
ドロージェット６とを備えている。一方のサイドプレー
ト５には、圧縮空気供給源（図示しない）に接続された
円形の２つの空気供給口７が設けられている。空気供給
口７から糸条延伸装置２内には、高速高圧の空気Ａが供
給される。なお、図１の左肩部には、サイドプレート５
によって挟まれていない状態のドロージェット６が描か
れている。

【００１９】図２は、図１に示す装置の縦断面図であ
る。図２に示すように、ドロージェット６には、ｘｙ平
面に垂直であってｘ方向に延在したスリットである通路
８が形成されている。そして、通路８には、上部開口の
入口９と、下部開口の出口１０とが形成されている。ド
ロージェット６内には、第１空気室１１と、空気連絡通
路１２と、第２空気室１３とが設けられており、それら
の構成により、空気噴出部１４が形成される。第１空気
室１１は、空気供給口７に繋がっており、空気供給口７
と同形の断面形状であるｘ方向に延在した円筒形状を有
している。空気連絡通路１２は、第１空気室１１と第２
空気室１３との間を接続する、ｘ方向に垂直な通路であ
る。第２空気室１３は、水平な通路を形成する主部１３
ａと、ドロージェット６の通路８に繋がる、斜め下方向
に通路８に向かう、幅が漸減する導入部１３ｂとを有す
る。導入部１３ｂの通路８に面した開口部が噴出口１３
ｃとなっている。

【００２０】供給装置１から糸状に押し出された溶融樹
脂である糸条４は、供給装置１と糸条延伸装置２の間
で、冷却空気Ｃにより冷却され固化される。空気供給口
７から高速高圧で供給された空気Ａは、第１空気室１１
に入り、空気連絡通路１２を通って、第２空気室１３へ
供給される。空気Ａは、第２空気室１３の主部１３ａ及
び導入部１３ｂで均圧化される。

【００２１】図３は、本実施の形態に係る糸条延伸装置
２のドロージェット６の、通路８付近の拡大断面図であ
る。図３に示すように、第２空気室１３の主部１３ａ及
び導入部１３ｂで均圧化された空気Ａは、第１空気流
（一次空気流）Ａ１として、噴出口１３ｃから通路８内
に供給される。このとき、第１空気流Ａ１のエグゼクタ
効果により、第２空気流（二次空気流）Ａ２が入口９か
ら吸引されるとともに、供給装置１から押し出された糸
条４が吸引される。第２空気流Ａ２は、第１空気流Ａ１
により噴出口１３ｃ近傍に生じた低圧部に向かって流
れ、第１空気流Ａ１と第２空気流Ａ２はその低圧部にお
いて混合され、出口１０に向かう混合流Ａ３となる。吸
引された糸条４は、以上に示した通路８内の空気流によ
り、張力が付与され延伸される。更に、糸条延伸装置２
の出口１０から吹き出された糸条４´は、図２に示すよ
うに、コンベヤ３に定着されることによって、連続的に
不織布１５が製造される。

【００２２】図３に示すように、通路８は、ドロージェ
ット６の上面に入口９と、下面に出口１０とを有する。
通路８を挟んで両側に第２空気室１３の導入部１３ｂが
繋がっており、導入部１３ｃの噴出口１３ｃの下部には
混合部１６が設けられている。更に、通路８において、
混合部１６と出口１０との間に、出口側の通路幅が入口
側よりも広がった末広がり部１７が設けられており、出
口１０には、絞り部１８が設けられている。

【００２３】通路８は、入口９から混合部１６の上端ま
では通路８ａとし、混合部１６の下端から末広がり部１
７の上端までは通路８ｂとし、末広がり部１７の下端か
ら出口１０までは通路８ｃとする。通路８ａと通路８ｂ
は同じ通路幅ｗ１であり、通路８ｃは通路幅ｗ１よりも
広い通路幅ｗ１´である。また、導入部１３ｂの幅をｗ
２とする。

【００２４】入口９の両側は、通路８に二次空気が吸引
されるときに空気抵抗を小さくするためにＲ状とされて
いる。入口９は、通路８ａを介して混合部１６に繋がっ
ている。導入部１３ｂは通路８から両側に外側に斜め上
方に設けられており、混合部１６は、通路８ａと導入部
１３ｂの繋がる部分のドロージェット６の鋭角部分が水
平方向に切欠かれ、下辺は通路８ｂと同じ幅ｗ１であ
り、上辺が下辺よりも長い台形をしている。そして、混
合部１６は、通路８ｂを介して末広がり部１７に繋がっ
ている。末広がり部１７は、出口１０に向かって広がっ
ており、上辺は通路８ｂと同じ幅ｗ１で、下辺は通路８
ｃと同じ幅ｗ１´である台形である。更に、末広がり部
１７は、通路８ｃを介して出口１０へと繋がっている。
出口１０には、両側がＲ形状で幅ｗ１´よりも幅狭の絞
り部１８が設けられている。

【００２５】噴出口１３ｃから、第１空気流Ａ１が供給
されると、混合部１６が低圧部となり、入口９から第２
空気流Ａ２が吸引される。第１空気流Ａ１と第２空気流
Ａ２が混合部１６において混合されることにより、出口
１０に向かう混合流Ａ３となる。通路８ｂにおける混合
流Ａ３は末広がり部１７を通過して混合流Ａ３´とな
る。更に、混合流Ａ３´は、絞り部１８を通過して、出
口１０から吹き出される。

【００２６】本実施の形態の糸条延伸装置２では、噴出
口１３ｃと出口１０との間に末広がり部１７が設けられ
ているため、第１空気流Ａ１と第２空気流Ａ２との混合
による空気抵抗が低減され、第１空気流Ａ１、第２空気
流Ａ２および混合流Ａ３の出口１０方向への流速低下量
が少なくなり、通路８内での糸条４の乱れが抑制される
という効果がある。これにより、不織布１５は、密度む
らの少ないものとなる。また、第１空気流Ａ１のエネル
ギーが同じ場合でも、末広がり部１７がないときと比較
して入口９から吸引される二次空気流Ａ２の量が増加
し、高い糸条延伸張力及び混合流Ａ３速度とを得ること
ができる。その結果、吸引力が増加して入口９から糸条
４が容易に吸引される用になると共に、糸条延伸装置２
でのエネルギー効率が向上する。

【００２７】また、本実施の形態の糸条延伸装置２で
は、末広がり部１７と出口１０との間に通路幅が一定の
通路８ｃが形成されているので、この領域において糸条
４に張力をかけることができる。これにより、極めて密
度むらの少ない不織布１５を製造することが可能とな
る。なお、通路８ｃの長さは、気体の混合の抵抗および
それによる損失を小さくする観点から、通路幅の１〜１
０倍であることが好ましく、１〜４倍であることがより
好ましい。

【００２８】また、本実施の形態の糸条延伸装置２で
は、噴出口１３ｃと末広がり部１７との間に通路幅が一
定の通路８ｂが形成されているので、この領域において
糸条４に張力をかけることができる。これにより、より
一層密度むらの少ない不織布１５を製造することが可能
となる。なお、通路８ｂの長さは、気体の混合の抵抗お
よびそれによる損失を小さくする観点から、通路幅の１
〜１０倍であることが好ましく、１〜４倍であることが
より好ましい。

【００２９】本実施の形態においては、糸条延伸装置２
の通路８を挟んで両側に気体噴出口１３ｃを設け、通路
８の両側に広がる末広がり部１７を設けたが、図４に示
すように、通路８の片側のみに広がる末広がり部１７´
を設けたり、又は図５に示すように通路８の片側のみに
気体噴出口１３ｃを設けたりすることも可能である。

【００３０】

【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

【００３１】（実施例）本実施例では、上述した実施の
形態で示した糸条延伸装置２を用いる。ここでは、ドロ
ージェット６の通路８の幅は１００ｍｍとし、上面の入
口９から、下面の出口１０までの長さは１００ｍｍとし
た。入口９の両側は、半径３０ｍｍのＲ状とした。通路
８ａ及び通路８ｂの幅ｗ１は３ｍｍとし、通路８ｃの幅
ｗ１´は４ｍｍとした。通路８ａの長さは４５．５ｍｍ
とし、通路８ｂの長さは１０ｍｍ、通路８ｃの長さは３
３．２ｍｍとした。導入部１３ｂの通路８に対する角度
は、１５°とし、導入部１３ｂの幅ｗ２は０．２ｍｍと
した。混合部１６は、両側が導入部１３ｂと同じ１５°
の傾斜とし、通路８ａと導入部１３ｂの繋がる部分のド
ロージェット６の鋭角部分を、水平方向に１ｍｍとなる
ように切欠いたものとした。末広がり部１７は、９．５
ｍｍの長さであり、両側は通路８に対して３°の傾斜と
した。絞り部１８の隙間は２ｍｍとした。絞り部１８を
設け、絞り幅を調整することにより圧力を調整し、実機
の圧力と対応させた。この糸条延伸装置２に、空気を８
５Ｎｍ³／ｈ供給した。

【００３２】図６は、本実施例で行った測定方法を説明
するための斜視図である。本実施例では、図６に示すよ
うに、気体の通路８の流れ方向の流速及びその変動を、
レーザー流速計により測定した。レーザーを読み取るた
めのトレーサ粒子として、過湿器から発生させたスチー
ムを、入口８から二次気流とともに吸引させた。先に述
べたドロージェット６の断面方向の片側面にガラス窓を
設け、ここから発光部２１によりレーザーを発光した。
トレーサからの散乱光は、入口８からプローブ２２によ
り測定した。糸条延伸装置２の通路８の幅方向にｘ軸、
気体の流れ方向である垂直方向にｙ軸とし、ｘ軸とｙ軸
によってなされる面に垂直方向にｚ軸とした。ドロージ
ェット６の上面の高さで、通路８の中心を座標の原点と
した。

【００３３】プローブ２２を、ガラス窓から奥に３０ｍ
ｍの位置（ｚ＝３０）とし、通路９の中心（Ｘ＝０）
と、空気流の流れ方向で５ｍｍピッチ（Ｙ＝０、５、１
０、……）において、測定を行った。それぞれの位置で
のスチームによるサンプリング数を５０００とした。ま
た、ガラス面を設けた面の反対側の面には、Ｙ方向に１
０ｍｍピッチで静圧口を設け、ここにデジタルの差圧計
を接続して、大気圧との差圧を測定した。測定結果の代
表値を表１に示す。

【００３４】（比較例）比較例として、図７に示すよう
な通路８に末広がり部が形成されていないドロージェッ
ト２１を有する糸条延伸装置を用いて、上述の実施例と
同様の測定を行った。測定結果の代表値を表１に示す。

【００３５】なお、この比較例では、ドロージェット２
１の通路２２の幅は１００ｍｍとし、上面の入口２３か
ら、下面の出口２４までの長さは１００ｍｍとした。入
口２３の両側は、半径３０ｍｍのＲ状とした。通路２２
ａ及び通路２２ｂの幅ｗ１は３ｍｍとした。通路２２ａ
の長さは４５．５ｍｍとし、通路２２ｂの長さは５２．
７ｍｍとした。導入部２５の通路２２に対する角度は、
１５°とし、導入部２５の幅ｗ２は０．２ｍｍとした。
混合部２６は、両側が導入部２５と同じ１５°の傾斜と
し、通路２２ａと導入部２５の繋がる部分のドロージェ
ット２１の鋭角部分を、水平方向に１ｍｍとなるように
切欠いたものとした。絞り部２７の隙間は２ｍｍとし
た。この糸条延伸装置２１に、空気を８５Ｎｍ³／ｈ供
給した。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１において、二次空気流流量は、測定し
た二次空気流の速度に、通路の幅を乗じて求めたもので
ある。速度最大値は、測定領域内の最大速度であり、混
合部速度極小値は、測定速度の極小値である。また、噴
出口下速度変動の平均値は、測定変動強さを噴出口より
下流において平均することで求めた。更に、絞り部圧力
は、測定された最大の圧力である。

【００３８】まず、二次空気流量は、実施例の方が比較
例よりも高い値を示している。これにより、速度最大値
も実施例の方が比較例よりも高い値となっている。この
ことは、混合部よりも下流において、同じ一次空気流で
実施例の方が比較例よりも高いエネルギーを有する混合
流とすることができることを示しており、糸条延伸装置
のエネルギー効率が改善されたことを意味している。

【００３９】また、混合部における速度極小値は、実施
例の方が比較例よりもはるかに高い値を示している。混
合部における速度の極小値は、混合部の上面において通
路幅が急激に拡大し、且つ一次空気流のエグゼクタ効果
により、混合部内部において空気の流れが噴出口側に広
がることにより、通路中心の速度が低下するためである
が、実施例の方がはるかに高い値を示すため、極小値に
おける低下の幅は、実施例の方が小さく、糸条の延伸張
力が安定していることを意味している。

【００４０】また、噴出部下部の速度変動の平均値は、
わずかながらも低下している。このことは、噴出部下部
の混合部の速度変動が抑制されたことを示し、糸条の延
伸張力が安定していることを意味している。

【００４１】更に、絞り部の圧力は、実施例の方が比較
例よりも高い値を示している。このことは、実施例の糸
条延伸装置により吹き出される混合流の方が、高いエネ
ルギーを有することを意味している。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１による
と、一次気体流と二次気体流との混合流の速度低下量が
少なくなって通路内での糸条の振れが抑制される。従っ
て、従来よりも密度むらの少ない不織布を製造すること
が可能となる。また、一次気体流の流量および流速が同
じであっても糸条群の紡糸張力および紡糸速度を高める
ことができると共に糸条延伸装置でのエネルギー効率を
従来よりも高めることができる。さらに、糸条延伸装置
の入口から糸条群が容易に吸引されるようになる。

【００４３】請求項２、３によると、通路幅が一定の領
域において糸条に張力をかけることができるので、より
密度むらの少ない不織布を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る糸条延伸装置を用
いて不織布を製造する装置の斜視図である。

【図２】図１に示す装置の縦断面図である。

【図３】図１に示す装置に用いられるドロージェットの
部分拡大断面図である。

【図４】図１に描かれた一実施の形態の変形例を説明す
るための断面図である。

【図５】図１に描かれた一実施の形態の別の変形例を説
明するための断面図である。

【図６】本発明の実施例で行った測定方法を説明するた
めの斜視図である。

【図７】本発明の比較例に用いた糸条延伸装置の通路部
を示す断面図である。

【符号の説明】

１供給装置２糸条延伸装置３コンベヤ４糸条４´ 糸条（延伸後）５サイドプレート６ドロージェット７空気供給口８通路９入口１０出口１３ｃ噴出口１５不織布１６混合部１７末広がり部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紡糸口金から押し出される糸条群を吸引
する入口と、前記入口から吸引された前記糸条群を排出
する出口とが形成された前記糸条群の通路を有してお
り、前記通路内に気体を噴出して吸引方向の気体流を形成す
るための気体噴出口が前記通路に形成されており、前記通路の前記気体噴出口と前記出口との間に、前記出
口側の通路幅が前記入口側よりも広がった末広がり部が
形成されていることを特徴とする糸条延伸装置。
【請求項２】前記通路の前記末広がり部と前記出口と
の間に、通路幅が一定の領域が形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の糸条延伸装置。
【請求項３】前記通路の前記気体噴出口と前記末広が
り部との間に、通路幅が一定の領域が形成されているこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の糸条延伸装
置。