JP3122826B2 - メルトブロー装置 - Google Patents

メルトブロー装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2種類の異なる性質を
有する繊維からなる不織布を形成することができるメル
トブロー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、メルトブロー装置としては、ヴァ
ン・A・ヴェンテによるインダストリアル・アンド・エ
ンジニアリング・ケミストリー(第48巻、第8号、1
342〜1346頁)に示されているような装置が一般
的に知られている。この装置は、単一の樹脂からメルト
ブロー不織布を得るためのものであり、溶融樹脂の段階
で異なった樹脂を混合することはできるが、繊維の状態
で樹脂の異なった性質を持たせることはできなかった。
【0003】これに対して、米国特許第3981650
号公報には、二つの異なった性質を有する繊維から、メ
ルトブロー不織布を得るための装置(図6及び図7参
照)が提案されている。
【0004】例えば、図6に示されている従来の2成分
系のダイヘッドは、2つの対称的な部品1aおよび1b
と、第1液だめ2aと第2液だめ2bを分離する壁3と
を、ボルトまたは溶接によって強固に接合して組立体と
して、あるいは鋳造によってダイヘッドを一体成型して
から、液だめ方向から樹脂流路上部4aを、紡糸口方向
から樹脂流路下部4bを各々ドリルで穿孔することによ
って樹脂流路を形成した一体成型物として提供されるこ
とが記載されている。
【0005】組立体からなるダイヘッドは容易に製作す
ることができるが、長時間使用すると熱膨張等によって
接合部に歪が生じてしまい、その結果、樹脂の漏れある
いは樹脂の混合を生じるという問題があった。特に、2
つの異なった樹脂の特性を、メルトブロー不織布に活用
することを目的とした2成分系のダイヘッドにとって、
この樹脂の混合は大きな欠点であった。
【0006】一方、一体成型によって得られたダイヘッ
ドにおいては、上記のような問題は解消されるが、多数
の微細な樹脂流路を上下面方向から穿孔して貫通させ、
一列に正確に配置するには、設計や製作が複雑となり、
装置が非常に高価なものとなっていた。また、樹脂流路
4aと樹脂流路4bとの合流部4cを滑らかに加工する
ことは極めて困難であり、この合流部が滑らかに加工さ
れていないと、合流部において樹脂の滞留が生じてしま
い、その滞留した樹脂の分解で発生するガスによって糸
切れを生じるという問題があった。そのため、得られる
製品にもショットと呼ばれるポリマー玉が生じ、製品の
品質を低下させる原因となっていた。
【0007】又、米国特許第3981650号公報に
は、図7に示すような一体成型物のダイヘッドが、湾曲
状のチューブ5をはめ込むことによって、あるいはドリ
ルで湾曲状のオリフィスを穿孔することによって得られ
ることも記載されている。しかしながら、チューブをは
め込んだ場合には、組立体の場合と同様に、熱による歪
による問題が生じてしまい、また図7のように湾曲した
オリフィスをドリルによって形成することは実質的に不
可能であり、仮に可能であったとしても高度で煩雑な技
術を要し、非常にコストがかかると予想され実用的では
ない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な樹脂もれによる混合、樹脂の滞留による糸切れといっ
た問題点を解消し、且つ容易に製作することができる2
成分系のメルトブロー装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、請求項1記載の発明では、2種類の異なる性
質を有する繊維からなる不織布を形成することができる
メルトブロー装置であって、ノズルオリフィスがノズル
ピース上面より尖端部に垂直に貫通して設けられている
と共に、樹脂の分配構造がノズルピース上面とダイ本体
下面との境界面に形成されていることを特徴とするメル
トブロー装置をその要旨とした。
【0010】請求項2記載の発明では、一の樹脂を紡糸
口に導くノズルオリフィスと他の樹脂を紡糸口に導くノ
ズルオリフィスとがノズルピースの中心線上に幅方向に
渡って交互に設けられていることを特徴とするメルトブ
ロー装置をその要旨とした。
【0011】請求項3記載の発明では、ノズルピース上
面とダイ本体下面との境界面に幅方向に渡って形成され
た分配路と供給路とにより樹脂の分配が行われるように
したことを特徴とするメルトブロー装置をその要旨とし
た。
【0012】請求項4記載の発明では、ノズルピースの
尖端角度が40〜70゜であることを特徴とするメルト
ブロー装置をその要旨とした。
【0013】以下に、本発明のメルトブロー装置を図面
に従って詳細に説明する。図面に示されたメルトブロー
装置11は、ダイ本体12と、ダイ本体12にボルトで
取り付けられたノズルピース13およびエアーリッププ
レート14とによって構成されている。尚、図面に示さ
れたメルトブロー装置11は単なる説明例にすぎず、各
構成は特許請求の範囲に記載された範囲で適宜変更する
ことができる。
【0014】図1、図2及び図3に示すように、ダイ本
体12の上部には、2つの異なった溶融樹脂を受入れる
ための樹脂入口15a、15bが設けられており、ダイ
本体12内部には前記樹脂入口15a、15bから供給
された溶融樹脂をダイ本体12の巾方向に分配するため
にスリット状に加工された流路16a、16bと、樹脂
入口15a、15bから流路16a、16bへ溶融樹脂
を導くための流路17a、17bが設けられている。ま
た、ダイ本体12の上方には、溶融樹脂を送り出すため
の押出機及び樹脂を溶融させるためのヒーターが、それ
ぞれの樹脂入口15a、15bに対して1つずつ設置さ
れており、2つの異なった樹脂を異なった温度で溶融さ
せ、異なった圧力で押出せるようになっている。ダイ本
体12の左右両端には、加熱ガスを取入れるためのガス
供給口18が配置されており、内部にはガス供給管19
が配置されている。尚、ガス供給管19には、均一な気
流を得るための装置を採用することもできる。
【0015】エアーリッププレート14はノズルピース
13と接合された状態でダイ本体12下部にボルトで取
り付けられる板であり、該エアーリッププレート14を
ノズルピース13と接合し、これをダイ本体12下部に
取り付けたとき、ノズルピース13とエアーリッププレ
ート14との間には加熱ガスの供給路となるべきスリッ
ト状の隙間、すなわちエアースロット20が形成される
ことになる。前記ガス供給管19からの加熱ガスはこの
エアースロット20を通って紡糸口24近傍で噴射さ
れ、その噴射力で溶融樹脂が牽引細化されるようになっ
ている。
【0016】次に、ノズルピース上面とダイ本体下面と
の境界面に形成された溶融樹脂の分配構造について説明
する。図1、図2及び図3に示すように、ノズルピース
13上面には該ノズルピース13の中心線Aに対してほ
ぼ対称となる位置に分配溝21a、21bが該ノズルピ
ース13の幅方向に渡って形成されている。又、各分配
溝21a、21bからは各々中心線A方向に向かうとと
もにノズルピース13の幅方向に一定の間隔をおいて供
給溝22a、22bが形成されている。
【0017】このノズルピース13を前記ダイ本体12
に取り付けることにより、前記分配溝21a、21bと
ダイ本体12下面とから、供給溝22a、22bとダイ
本体12下面とから、それぞれノズルピース13上面と
ダイ本体12下面との境界面には分配路25a、25b
とこれに接続する供給路26a、26bとからなる分配
構造が形成されることになる。このようにして形成され
た分配路25aには前記樹脂入口15aからの溶融樹脂
が流路17a、流路16aを経て導かれ、供給路26a
を介してノズルオリフィス23aへと供給されるように
なっている。又、分配路25bには前記樹脂入口15b
からの別の溶融樹脂が流路17b、流路16bを経て導
かれ、供給路22bを介してノズルオリフィス23bへ
と供給されるようになっている。
【0018】尚、図面に示された分配構造は、ノズルピ
ース13上面に形成された分配溝21a、21bと、供
給溝22a、22bと、ダイ本体12下面とによって構
成されているが、これに限定されるものではない。例え
ば図4に示すように、上記分配溝21a、21b及び供
給溝22a、22bがダイ本体12の下面に形成されて
おり、このダイ本体12下面にノズルピース13を取り
付けたとき、ダイ本体12下面に形成した分配溝及び供
給溝とノズルピース13上面とで分配路25a、25b
と供給路26a、26bとからなる分配構造が形成され
るようにしてもよい。又、ダイ本体下面とノズルピース
上面とに各々分配溝及び供給溝を形成し、ダイ本体にノ
ズルピースを取り付けることにより、ノズルピース上面
とダイ本体下面との境界面に分配路と供給路とからなる
溶融樹脂の分配構造が形成されるようにしてもよい。
【0019】ノズルピース13内には、複数のノズルオ
リフィス23a及びノズルオリフィス23bが該ノズル
ピース13の中心線A上を幅方向に一定の間隔をおいて
交互に設けられている。そして、前記分配路25aに導
かれた溶融樹脂が各供給路26aを介してノズルオリフ
ィス23aに至り、ノズルオリフィス23a下端側の紡
糸口24aより紡糸されるようになっている。同様に分
配路25bに導かれた溶融樹脂は各供給路26bを介し
てノズルオリフィス23bに至り、ノズルオリフィス2
3b下端側の紡糸口24bより紡糸されるようになって
いる。
【0020】ノズルオリフィス23a及びノズルオリフ
ィス23bは該ノズルピース13内を上面より下面に垂
直に貫通して設けられている。これらノズルオリフィス
23a、23bは、ノズルピース13上面から下面(ノ
ズルピース13先端部)へ至る直線状の孔をドリルで穿
孔することで形成することができる。ノズルオリフィス
23a、23bの直径、すなわち紡糸口24a、24b
の直径は0.1〜0.8mmが好ましい。尚、ノズルオ
リフィスの直径は変化してもよく、例えば図5に示すよ
うに、ノズルオリフィス23の上部が下部に比べて大き
な直径になっていてもよい。また、紡糸口24aと紡糸
口24bとが互いに異なる直径であってもよい。又、ノ
ズルオリフィス23a、23bの穿孔された孔内に金属
パイプをはめ込むことによって、ノズルオリフィス23
a、23bの壁面を滑らかとし、溶融樹脂がスムーズに
通過できるようにしてもよい。
【0021】ノズルピース13の尖端角θ、すなわち、
ノズルピース13の左右の壁のなす角度は40〜70°
が好ましい。この角度が70゜を越えると紡糸口から出
る樹脂とエアスロットから吹き出される加熱ガスとの交
差する角度が大きくなるため、糸切れが生じやすくな
る。尚、ダイ本体12とノズルピース13との間にフィ
ルター(図示しない)を配置して溶融樹脂中に含まれる
不純物や炭化物をノズルオリフィス23a、23bを通
る前の段階で除去することは繊維質の向上、紡糸性の点
で有用である。
【0022】本発明で使用される樹脂としては、メルト
ブロー法に適用可能な耐熱性であり、且つ融点以上で相
対的に流動性であるもの、具体的にはポリプロピレン、
ポリエチレン、6−ナイロン、6、6−ナイロン、12
−ナイロン、4、6−ナイロン、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレー
ト、エチレンメチルアクリレート、ポリカーボネート、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフル
オロカーボン、ポリウレタン、ポリオレフィン系エラス
トマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エ
ラストマー等を挙げることができ、これらの熱可塑性樹
脂又はエラストマーを単独、あるいは組合せて使用す
る。又、場合によっては前記樹脂を2成分以上混合した
ものを使用してもよい。尚、溶融粘度特性が近似した樹
脂を組合せた方が、より品質の高いメトルブロー不織布
が得られるが、溶融粘度特性が大きく異なる樹脂を組合
せる場合には、押出機の温度及び押出量等によって調整
することができる。
【0023】
【実施例】図1、図2及び図3に示すように、ノズルピ
ース13における尖端角を60°とすると共に、ノズル
ピース13上面とダイ本体12下面との境界面に、該ノ
ズルピース13及びダイ本体12の中心線Aに対してほ
ぼ対称に2つの分配路25a、25bを該ノズルピース
13及びダイ本体12の幅方向に渡って形成する。又、
各分配路21a、21bからは複数の供給路26a、2
6bを中心線A方向に向かうとともにノズルピース13
及びダイ本体12の幅方向に一定の間隔をおいて形成す
る。ノズルピース13の中心線A上には幅方向に一定の
間隔をおいて複数のノズルオリフィス23a(直径0.
5mmΦ)、23b(直径0.5mmΦ)をノズルピー
ス13上面より尖端部に垂直となるように各々設け、前
記供給路26aを介して固有粘度(η)1.1のポリプ
ロピレンがノズルオリフィス23aへ、供給路26bを
介して固有粘度(η)2.4の6−ナイロンがノズルオ
リフィス23bへと供給されるようにした。
【0024】そして、ポリプロピレン用の押出機の温度
を280°C、6−ナイロン用の押出機の温度を260
°C、ノズルの温度を300°C、ポリプロピレン及び
6−ナイロンの押出量を0.25g/min・オリフィ
スとして、溶融状態のポリプロピレン及び6−ナイロン
を各紡糸口24a、24bから吐出させ、同時に温度3
20°Cの加熱ガスを圧力1.2kg/cm2 でエアー
スロット20から噴出させた。得られたメルトブロー不
織布はポリプロピレンからなる繊維の平均直径が約2μ
m、6−ナイロンからなる繊維の平均直径が約3μmで
あり、ショットの発生は見られなかった。
【0025】
【発明の効果】上記構成を備えたことにより、請求項1
記載のメルトブロー装置にあっては、ノズルオリフィス
がノズルピース上面より尖端部に垂直に貫通して設けら
れていると共に、樹脂の分配構造がノズルピース上面と
ダイ本体下面との境界面に形成されているので、樹脂も
れによる混合、樹脂の滞留による糸切れといった従来の
メルトブロー装置における問題点を完全に解消すること
ができる。又、このメルトブロー装置にあっては、樹脂
の分配構造をノズルピース上面とダイ本体下面との境界
面に配すると共に、ノズルオリフィスをノズルピース上
面より尖端部に垂直に貫通して設けたことから、ノズル
ピースの尖端角度を小さくすることができ、加熱ガスと
の接触による糸切れを削減することができる。又、この
メルトブロー装置にあっては、ノズルオリフィスがノズ
ルピース内をドリルで垂直に穿孔するという加工で製作
でき、しかも該ノズルピースでの溶融樹脂の分配構造は
ノズルピース上面とダイ本体下面との境界面に設けられ
ていることから表面加工であるので、作業性、精度も良
好であり、コスト的にも実用性の高いものである。
【0026】請求項2記載のメルトブロー装置にあって
は、2つの種類の樹脂を紡糸口に導く2つの種類のノズ
ルオリフィスをノズルピースの中心線上を幅方向に間隔
をおいて交互に設けたので、ノズルピースの尖端角度を
小さくすることができ、加熱ガスとの接触による糸切れ
を削減することができる。
【0027】請求項3記載のメルトブロー装置にあって
は、2つの種類の異なる樹脂の分配を、ノズルピース上
面とダイ本体下面との境界面に幅方向に渡って形成され
た分配路と供給路とからなる分配構造により行うように
したので、該分配構造の加工を容易にしかも高精度に行
うことができる。
【0028】請求項4記載のメルトブロー装置にあって
は、ノズルピースの尖端角度を40〜70゜としたこと
により、加熱ガスとの接触による糸切れを確実に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノズルピースをダイ本体に取り付けた状態を示
す断面図
【図2】ノズルピースを示す斜視図
【図3】ノズルピースの尖端部を示す拡大断面図
【図4】溶融樹脂の分配構造の別の態様を示す断面図
【図5】ノズルオリフィスの別の態様を示す拡大断面図
【図6】従来の2成分系のノズルピースを示す断面図
【図7】従来の2成分系のノズルピースの別の例を示す
斜視図
【符号の説明】
12・・・ダイ本体 13・・・ノズルピース 14・・・エアーリッププレート 20・・・エアースロット 23a、23b・・・ノズルオリフィス 25a、25b・・・分配路 26a、26b・・・供給路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D04H 1/00 - 18/00 D01D 1/00 - 13/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2種類の異なる性質を有する繊維からな
    る不織布を形成することができるメルトブロー装置であ
    って、 ノズルオリフィスがノズルピース上面より尖端部に垂直
    に貫通して設けられていると共に、樹脂の分配構造がノ
    ズルピース上面とダイ本体下面との境界面に形成されて
    いることを特徴とするメルトブロー装置。
  2. 【請求項2】 一の樹脂を紡糸口に導くノズルオリフィ
    スと他の樹脂を紡糸口に導くノズルオリフィスとがノズ
    ルピースの中心線上に幅方向に渡って交互に設けられて
    いることを特徴とする請求項1記載のメルトブロー装
    置。
  3. 【請求項3】 ノズルピース上面とダイ本体下面との境
    界面に幅方向に渡って形成された分配路と供給路とによ
    り樹脂の分配が行われるようにしたことを特徴とする請
    求項1記載のメルトブロー装置。
  4. 【請求項4】 ノズルピースの尖端角度が40〜70゜
    であることを特徴とする請求項1記載のメルトブロー装
    置。
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