JP3560568B2

JP3560568B2 - Melt blown nonwoven spinning die

Info

Publication number: JP3560568B2
Application number: JP2001181793A
Authority: JP
Inventors: 満末冨
Original assignee: 有限会社末富エンジニアリング
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2003003320A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、不織布をメルトブロー法で製造する際に用いる紡糸ダイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メルトブロー法は、概略図６に示すように、ホッパー１に投入された原料チップを押出機２で加熱溶融し、ダイ３に供給して紡出し、紡出した短繊維を捕集ネットから成るコンベア４上にシート状に堆積させ、これをコンベア４から剥離しながら、カレンダロール５を通過させた後、巻取機６で巻き取って不織布を製造する方法である。
【０００３】
【発明の課題】
上記ダイ３は、紡糸口３ａから吐出された溶融ポリマーを熱風吐出口３ｂから噴出した高温エヤーで紡出するようになっているが、紡糸口３ａからの溶融ポリマーの吐出量と高温エヤーの吐出量に微妙なバランスが必要であって、任意の径の繊維を紡出すること、特に細い径の繊維を紡出することが難しく、バルキー性の高い風合の良い不織布を得ることが出来なかった。さらに、多量の熱風を送る必要があるため、エネルギーコストが高くつく問題があった。
【０００４】
そこで本発明者は、溶融ポリマーを押し出すノズルの先端近辺に、熱風吐出スリットを配置し、その下流に大量の冷風を吐出するスリットを配置して溶融ポリマーを延伸するようにした紡糸ダイを提案している（特開２０００−３３６５１７号公報）。このような紡糸ダイを用いると細径の繊維より成るバルキー性の高い不織布が得られることが確認されているが、冷風の吐出だけでは延伸力に限度があり、さらに細径の繊維を効率よく紡出するのが困難である。
【０００５】
この発明の課題は、延伸力を高めて細径の繊維を効率よく紡出することができる紡糸ダイを提供することである。
【０００６】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、溶融ポリマーを押し出すノズルの先端近辺に、一対の熱風吐出スリットを前記ノズルを中心に対向配置し、この熱風吐出スリットの下流に一対の冷風吐出スリットを前記ノズルを中心に対向配置した紡糸ダイにおいて、前記冷風吐出スリット内に水の噴霧手段を設けたことを特徴とする。前記冷風吐出スリットの吐出風量を熱風吐出スリットよりも大にしておくのがよい。また、前記熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間に、外気に通じる一対のスリットを前記ノズルを中心に対向配置しておくのが好ましい。
【０００７】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１に示すように、紡糸パック１０の下端に紡糸ダイ２０が取り付けられている。紡糸パック１０は、２分割された本体１１ａ、１１ｂをボルト１２で結合したものであって、本体１１ａ、１１ｂの上部には、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン（登録商標）樹脂等の溶融ポリマーの注入口１３が設けられ、下部には熱風の送入口１４ａ、１４ｂが設けられている。また、側面には、押え板１６ａ、１６ｂによって、パネルヒーター１５ａ、１５ｂが当接している。
【０００８】
図２及び図３に示すように、前記紡糸ダイ２０には、前記ポリマー注入口１３に続くポリマー通路１７の先端に複数のノズル２１が一列に設けられ、このノズル２１の先端２１ａは、熱風室２２ａ、２２ｂからの熱風を吐出する対向配置された一対の吐出スリット２３ａ、２３ｂの中央に臨んでいる。また、前記熱風室２２ａ、２２ｂは前記熱風送入口１４ａ、１４ｂに通路２４ａ、２４ｂを介して連通している。
【０００９】前記熱風吐出スリット２３ａ、２３ｂから一定の間隔Ｓをあけて、冷風室２５ａ、２５ｂと一対の冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂが前記ノズル２１を中心に対向配置され、前記冷風室２５ａ、２５ｂは冷風送入通路２７ａ、２７ｂに連通している。そして冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂの前方は、紡出口２９になっている。また、間隔Ｓは、ノズル２１の先端近辺に、外気（随伴流）の吸引スリット２８ａ、２８ｂを形成している。この間隔Ｓは、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００１０】
図３及び図４に明瞭に示されているように、前記冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂを形成する外側壁には、常温水（１０°〜３０℃程度）の供給路３０ａ、３０ｂが紡糸ダイ２０の長さ方向のほぼ全長にわたって設けられ、この供給路３０ａ、３０ｂからスリット２６ａ、２６ｂに開口する噴霧スリット３１ａ、３１ｂがそれぞれ設けられ、冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂを急速に通過する冷風によって図５のように水の噴霧Ｍが放出されるようになっている。
【００１１】
いま、ノズル２１から溶融ポリマーを押し出すと、溶融ポリマーの両側からその押し出し方向に傾斜した一対の熱風吐出スリット２３ａ、２３ｂを通して吹き出される熱風に挟まれるように引き出され、さらに冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂ及び噴霧スリット３１ａ、３１ｂから細かい水滴を含んだ冷風が大量に吐出されるため、前記ノズル２１から押し出された溶融ポリマーを強い負圧で急激に吸引し、質量の大きい含水冷風で加圧延伸する。このとき、熱風の温度は２００〜３００℃、冷風の温度は１０〜３０℃程度が好ましく、風量は冷風に対して熱風が５〜２０％程度が好ましい。例えば冷風が１００〜２５０ｍ／秒であると、熱風は５〜５０ｍ／秒程度である。即ち、ここでは、熱風はノズル２１から押し出された溶融ポリマーが急速に冷却しない程度に加熱するだけでよく、含水冷風によって生じる負圧で急激に吸引延伸されて細径繊維が形成される。なお、冷風吐出スリット２６ａ、２６ｂも、熱風吐出スリット２３ａ、２３ｂと同様に紡糸口２９の方向に下降する傾斜をもたせておく。また、随伴流を生じるスリット２８ａ、２８ｂを形成しておけば、風量の節減を果すことができる。さらに、噴霧スリット３１ａ、３１ｂが形成された面３２ａを冷風吐出スリット３１ａ、３１ｂの吐出口から外側に開くようなテーパ状にしておくと、渦流を防止することができる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、ノズルで押し出した溶融ポリマーが冷却しない程度の少量の熱風で加熱したものを、大量の含水冷風による負圧で延伸し、細径で表面の滑らかな繊維が得られ、それによってバルキー性の高い風合のよい不織布が得られる。
【００１３】
また、紡出口での繊維の引掛りなどがなくなるため、従来より吐出ポリマーを多くすることができ生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の紡糸ダイを組み込んだ紡糸パックを示す横断面図
【図２】紡糸ダイの斜視図
【図３】紡糸ダイの拡大断面図
【図４】紡糸ダイの部分拡大断面図
【図５】噴霧手段を示す拡大断面図
【図６】従来のメルトブロー法による不織布の製造方法を示す一部横断概略線図
【符号の説明】
１ホッパー
２押出機
３ダイ
３ａ紡糸口
３ｂ熱風吐出口
４コンベア
５カレンダロール
６巻取機
１０紡糸パック
１１ａ、１１ｂ本体
１２ボルト
１３注入口
１４ａ、１４ｂ送入口
１５ａ、１５ｂパネルヒーター
１６ａ、１６ｂ押え板
１７通路
２０紡糸ダイ
２１ノズル
２１ａノズルの先端
２２ａ、２２ｂ熱風室
２３ａ、２３ｂ熱風吐出スリット
２４ａ、２４ｂ通路
２５ａ、２５ｂ冷風室
２６ａ、２６ｂ冷風吐出スリット
２７ａ、２７ｂ冷風送入通路
２８ａ、２８ｂ吸引スリット
２９紡出口
３０ａ、３０ｂ水供給路
３１ａ、３１ｂ噴霧スリット
３２ａ噴霧スリットの形成面
Ｍ噴霧
Ｓ間隔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spinning die used when manufacturing a nonwoven fabric by a melt blow method.
[0002]
[Prior art]
In the melt blow method, as shown in FIG. 6, raw material chips put into a hopper 1 are heated and melted by an extruder 2, supplied to a die 3, spun out, and spun short fibers are conveyed from a collecting net. This is a method of manufacturing a nonwoven fabric by depositing the sheet on a sheet 4, passing the sheet through a calendar roll 5 while separating the sheet from the conveyor 4, and winding the sheet by a winder 6.
[0003]
[Problems of the Invention]
The die 3 spins the molten polymer discharged from the spinning port 3a with the high-temperature air jetted from the hot-air discharging port 3b, and discharges the molten polymer from the spinning port 3a and discharges the high-temperature air. A delicate balance is required in the amount, and it is difficult to spun fibers with an arbitrary diameter, especially with small diameter fibers, and it is not possible to obtain a bulky nonwoven fabric with a good feel. Was. In addition, a large amount of hot air needs to be sent, so that there is a problem in that energy costs are high.
[0004]
Therefore, the present inventor has proposed a spinning die in which a hot air discharge slit is arranged near the tip of a nozzle for extruding a molten polymer, and a slit for discharging a large amount of cold air is arranged downstream of the slit to stretch the molten polymer. (JP-A-2000-336517). It has been confirmed that the use of such a spinning die makes it possible to obtain a nonwoven fabric having a high bulky property composed of fibers having a small diameter. Difficult to spin.
[0005]
It is an object of the present invention to provide a spinning die capable of efficiently drawing thin fibers by increasing the drawing force.
[0006]
[Means for solving the problem]
In order to solve the above problems, the present invention provides a pair of hot air discharge slits disposed near the tip of a nozzle for extruding a molten polymer around the nozzle, and a pair of cold air discharge slits downstream of the hot air discharge slit. In a spinning die arranged to face the nozzle with the center as the center, water spray means is provided in the cold air discharge slit. It is preferable that the discharge air volume of the cold air discharge slit is larger than that of the hot air discharge slit. It is preferable that a pair of slits communicating with the outside air is disposed between the hot air discharge slit and the cold air discharge slit so as to face each other around the nozzle.
[0007]
Embodiment
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a spinning die 20 is attached to a lower end of the spinning pack 10. The spinning pack 10 is obtained by joining two main bodies 11a and 11b with bolts 12, and a melt polymer such as a polypropylene resin, a polyester resin, or a nylon (registered trademark) resin is provided on the upper parts of the main bodies 11a and 11b. An inlet 13 is provided, and hot air inlets 14a and 14b are provided below. Panel heaters 15a and 15b are in contact with the side surfaces by holding plates 16a and 16b.
[0008]
As shown in FIGS. 2 and 3, the spinning die 20 is provided with a plurality of nozzles 21 in a line at a tip of a polymer passage 17 following the polymer injection port 13, and a tip 21 a of the nozzle 21 is provided in a hot air chamber. It faces the center of a pair of opposed discharge slits 23a and 23b that discharge hot air from 22a and 22b. The hot air chambers 22a and 22b communicate with the hot air inlets 14a and 14b via passages 24a and 24b.
At a fixed interval S from the hot air discharge slits 23a, 23b, a pair of cold air discharge chambers 25a, 25b and a pair of cold air discharge slits 26a, 26b are arranged opposite to each other with the nozzle 21 as a center. Communicates with the cool air supply passages 27a and 27b. The front of the cold air discharge slits 26a, 26b is a spinning outlet 29. In addition, the interval S forms suction slits 28 a and 28 b for the outside air (adjoint flow) near the tip of the nozzle 21. This interval S is preferably about 2 to 10 mm.
[0010]
As shown clearly in FIGS. 3 and 4, supply paths 30 a and 30 b for room temperature water (about 10 ° C. to 30 ° C.) are provided on the outer wall forming the cold air discharge slits 26 a and 26 b. The spray slits 31a and 31b are provided over substantially the entire length in the length direction of the supply passages 30a and 30b, and are opened to the slits 26a and 26b. The cool air rapidly passing through the cool air discharge slits 26a and 26b is used as shown in FIG. The spray M of water is released as shown in FIG.
[0011]
Now, when the molten polymer is extruded from the nozzle 21, the molten polymer is drawn out from both sides of the molten polymer so as to be sandwiched by the hot air blown out through a pair of hot air discharge slits 23a, 23b inclined in the extrusion direction, and further cooled air discharge slits 26a, 26b. In addition, since a large amount of cold air containing fine water droplets is discharged from the spray slits 31a and 31b, the molten polymer extruded from the nozzle 21 is rapidly sucked with a strong negative pressure, and is stretched under pressure with a large amount of water-containing cold air. . At this time, the temperature of the hot air is preferably 200 to 300 ° C., the temperature of the cold air is preferably about 10 to 30 ° C., and the amount of the hot air is preferably about 5 to 20% of the cold air. For example, when the cool air is 100 to 250 m / sec, the hot air is about 5 to 50 m / sec. That is, in this case, the hot air only needs to be heated to such an extent that the molten polymer extruded from the nozzle 21 does not rapidly cool, and is rapidly drawn by the negative pressure generated by the water-containing cold air to form fine fibers. The cold air discharge slits 26a and 26b are also inclined so as to descend in the direction of the spinneret 29, similarly to the hot air discharge slits 23a and 23b. In addition, if the slits 28a and 28b that generate the entrained flow are formed, the air volume can be reduced. Furthermore, if the surface 32a on which the spray slits 31a, 31b are formed is tapered so as to open outward from the discharge ports of the cool air discharge slits 31a, 31b, swirling can be prevented.
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, what is heated with a small amount of hot air that does not cool the molten polymer extruded by the nozzle is stretched under negative pressure by a large amount of water-containing cold air, and is a fiber having a small diameter and a smooth surface. Is obtained, whereby a nonwoven fabric having a high bulkiness and a good feel is obtained.
[0013]
In addition, since the fiber is not caught at the spinning outlet, the amount of the discharged polymer can be increased as compared with the related art, thereby improving the productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spinning pack incorporating a spinning die of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the spinning die. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the spinning die. FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a spraying means. FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing a method for producing a nonwoven fabric by a conventional melt blow method.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hopper 2 Extruder 3 Die 3a Spinning port 3b Hot air discharge port 4 Conveyor 5 Calendar roll 6 Winding machine 10 Spinning pack 11a, 11b Main body 12 Bolt 13 Inlet 14a, 14b Inlet 15a, 15b Panel heater 16a, 16b Pressing plate 17 Passage 20 Spinning die 21 Nozzle 21a Nozzle tip 22a, 22b Hot air chamber 23a, 23b Hot air discharge slit 24a, 24b Passage 25a, 25b Cold air chamber 26a, 26b Cold air discharge slit 27a, 27b Cold air inlet passage 28a, 28b Suction slit 29 Spinning outlets 30a, 30b Water supply paths 31a, 31b Spray slit 32a Spray slit forming surface M Spray S Interval

Claims

溶融ポリマーを押し出すノズルの先端近辺に、一対の熱風吐出スリットを前記ノズルを中心に対向配置し、その下流に一対の冷風吐出スリットを前記ノズルを中心に対向配置した紡糸ダイにおいて、前記冷風吐出スリット内に水の噴霧手段を設けたことを特徴とするメルトブロー式不織布の紡糸ダイ。Near the tip of the nozzle for extruding the molten polymer, a pair of hot air discharge slits are disposed opposite to each other around the nozzle, and a pair of cold air discharge slits is disposed downstream thereof. A melt-blowing nonwoven spinning die, characterized in that a water spraying means is provided therein.

前記冷風吐出スリットの吐出風量を熱風吐出スリットの吐出風量よりも大にした請求項１に記載のメルトブロー式不織布の紡糸ダイ。2. The spinning die for a melt-blown nonwoven fabric according to claim 1, wherein a discharge air volume of the cold air discharge slit is larger than a discharge air volume of the hot air discharge slit. 3.

前記熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間に、外気に通じる一対のスリットを前記ノズルを中心に対向配置した請求項１又は２に記載のメルトブロー式不織布の紡糸ダイ。The spinning die for a melt-blown nonwoven fabric according to claim 1 or 2, wherein a pair of slits communicating with the outside air are arranged between the hot air discharge slit and the cold air discharge slit so as to face each other around the nozzle.