JP3967260B2

JP3967260B2 - Melt spinning apparatus and method for producing long-fiber nonwoven fabric using the same

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Publication number: JP3967260B2
Application number: JP2002366335A
Authority: JP
Inventors: 哉芝池
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Fibers Ltd
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP2004197262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナイロン、ポリエステル等の熱可塑性ポリマーを溶融紡糸するための溶融紡糸装置とこれを使用した長繊維不織布の製造方法とに関する。更に詳しくは、多数のフィラメントを安定に紡出できる溶融紡糸装置と、これを用いて紡出されたマルチフィラメントを移動する捕集ネット上に展延・載置した後、長繊維不織布とするための長繊維不織布の製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性ポリマーを溶融紡糸する場合、ポリマーが紡糸口金に穿設された吐出孔より吐出される際に、ポリマー中に含まれているモノマーやオリゴマー等の低重合物も吐出される。そして、このようにして吐出された低重合物は、吐出孔の周囲に付着し、長時間に渡って熱履歴を受け、酸化されて劣化して堆積し、吐出孔の周囲に固着成長する。
【０００３】
特に、吐出孔周辺に付着する「付着物」はある大きさに成長すると、溶融ポリマーが吐出孔から良好に吐出されるのを阻害し、ベンディング、脈動、断糸などの好ましくない原因となって、安定紡糸を阻害する。そのため、一般に「面掃」と呼ばれる口金面の清掃をこれらの付着物を除去するために定期的に行う必要がある。その場合、紡糸装置の運転を一時停止して清掃を行う必要が生じるため、生産効率が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、不活性気体を口金下に流し、モノマーやオリゴマー等の低重合物を含む雰囲気を常に除去することで、これらが口金面に付着するのを防止する試みが行われている。また、紡糸口金面は不活性気体でシールされるため、酸素濃度を低下させることができる。したがって、「付着物」の酸化を防止することができ、これによって、紡糸口金の吐出孔周辺に付着する「付着物」を低減する試みが提案されている。
【０００５】
例えば、特開２０００−３１４０３１号公報において、円形形状の紡糸口金の中心部直下に不活性気体を吹出すための均圧室を設け、口金ホルダーから口金内部へ通じる気体流路より窒素を前記均圧室へ送り、この均圧室から紡糸口金の吐出孔へ向かって放射状に窒素を吹出す装置が提案されている。また、実開平５−８５８６２号公報において、円形形状の紡糸口金外周部の直下から口金中心へ向かって不活性気体を吹き込む装置が提案されている。
【０００６】
これらの装置の場合、紡糸口金に設けられた吐出孔群が半径方向に対して同心円状に２〜３列程度に配列されて穿設されているであれば、たしかに、紡糸口金面における酸素濃度の低減に効果を発揮する。
【０００７】
しかしながら、長繊維から成る不織布を製造する場合のように、紡糸口金形状が矩形であり、かつ紡糸口金に穿孔された吐出孔群の穿孔密度が極めて高く、これらの吐出孔群から多数のフィラメント群が吐出されるような場合には、ほとんどその効果が認められなくなる。何故ならば、多数の吐出孔群から吐出されたポリマーに随伴する随伴流によって、口金面のシール用として供給した不活性気体が持ち去られてしまうため、そのシール効果を十分に発揮させることができず、口金下の酸素濃度を低く抑えることが困難となるからである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３１４０３１号公報
【０００９】
【特許文献２】
実開平５−８５８６２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上に述べた従来技術の欠点を解消することを目的になされたものである。すなわち、本発明は、少量の不活性気体を口金面へ供給しても、口金面のシールを良好に行うことができ、口金に穿設された吐出孔群の周辺への付着物の堆積を低減することができる溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
更には、これによって生産効率の向上だけではなく、得られる不織布の品質についても向上させることができる溶融紡糸装置と、これを用いた長繊維不織布の製造方法とを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ここに、以上に述べた課題を解決するための下記の発明が提供される。
【００１３】
先ず、請求項１に記載された本発明として、「紡糸口金から紡出されたフィラメント群を移動する捕集ネット上に展延・載置して連続的に不織布を製造するための長繊維不織布製造装置に設けられた溶融紡糸装置において、
ポリマー吐出孔群が矩形状の領域に穿孔された矩形状の紡糸口金と、
前記ポリマー吐出孔群より紡出されたフィラメント群を冷却するための冷却風吹出装置と、
前記フィラメント群を引き取るための糸条引取装置と、
前記紡糸口金のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して前記ポリマー吐出面をシールするために、前記紡糸口金の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロックと冷却風吹出装置間の前記紡糸口金の両長辺側に前記紡糸口金を挟んで不活性気体の吹出面が対向するように設置した気体シール装置とを有し、
更に、前記気体シール装置は、
前記不活性気体を収容するチャンバーと、
前記不活性気体を前記チャンバー内に供給するための供給管と、
前記不活性気体の吹出し圧力を均圧化するために前記チャンバーの内部及び／又は前記吹出面に設けられた均圧手段と、
前記不活性気体を所定温度に加熱する加熱手段と、
紡出された前記フィランメント群の方向に向かって延在するように前記冷却風吹出装置の上端に設けられた仕切板とを少なくとも含む、
ことを特徴とする溶融紡糸装置」が提供される。
【００１４】
その際、請求項２記載の本発明のように、「前記気体シール装置における前記吹出面の不活性ガスの吹出長さが１０〜１００ｍｍである請求項１記載の溶融紡糸装置」とすることが好ましい。
【００１５】
更に、請求項２に記載の本発明のように、「請求項１記載の溶融紡糸装置を用いた長繊維不織布の製造方法であって、前記吹出部から吹出された不活性気体が前記フィラメント群に衝突する際の不活性気体の風速が、０．２〜２．０ｍ／秒である長繊維不織布の製造方法」とすることが好ましい。
【００１６】
そして、請求項４記載の本発明のように、「前記フィラメントがポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維である請求項３記載の長繊維不織布の製造方法」とすることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以上に述べた本発明について、その実施の形態について、以下に図面を参照しながら、その作用と共に詳細に説明する。
【００１８】
ここで、図１は、本発明の溶融紡糸装置を好適に適用できる不織布の製造装置を例示した模式正面図（一部に断面を施してある）であり、図２は、紡糸口金のポリマー吐出面の模式平面図をそれぞれ示してある。
【００１９】
前記図１及び２において、１はスピンブロック、２は紡糸口金、３は冷却風吹出装置、４は糸条の取引装置、５は紡糸筒、６は気体シール装置、７は捕集ネット、８はエンボスローラ、そして、Ｆはフィラメント群をそれぞれ示す。なお、図１は、図２に示した矩形状の紡糸口金２に関して、その短辺方向から見たときの様子を示したものである。なお、本発明の「溶融紡糸装置」としては、少なくとも、紡糸口金２、冷却風吹出装置３、糸条引取装置４、そして、気体シール装置６を含んで構成される。
【００２０】
ここで、前記紡糸口金２は、図２に例示したように、ポリマーを吐出するプレート２ａ部に多数の吐出孔群２１が穿孔されており、これらの吐出孔群２１が穿孔されたプレート２ａを含めて、通常は複数のプレート（図１の実施形態例は３枚のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃからなる例である）で構成されている。そして、これらの複数のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃは、図２に示したように多数の組立ボルト２２によって連結され、公知の紡糸口金と同様に、これら複数のプレート２ａ、２ｂ及び２ｃによってポリマーが各吐出孔へ均等に供給されるような構造を採って、紡糸口金パックとしてスピンブロック１に組み込まれる。なお、前記紡糸口金パック内には、通常、濾過層や紡糸フィルターなど組み込まれており、ポリマーに含まれる異物を濾過するようにされていることは言うまでもない。このようにして、ギアポンプなどの公知のポリマーの計量供給装置（図示せず）によって、常法に従って連続的に計量されながら最終的に紡糸口金２に供給されたポリマーは、口金２からフィラメント群Ｆとして紡出される。
【００２１】
そして、このようにして、紡糸口金２から紡出されたフィラメント群Ｆは、冷却風吹出装置３から吹出される冷却風によって冷却されながら、細化されつつ固化され、冷却固化されたフィラメント群Ｆは、前記糸条引取装置４によって、２０００ｍ／分〜８０００ｍ／分の速度で吸引されて引き取られ、移動する捕集ネット７へ展延・載置される。このようにして、移動する捕集ネット７上に展延・載置されたフィラメント群Ｆは、展延・載置された状態でエンボスローラ６へ供給され、ここで加圧されて長繊維不織布としての形態が整えられる。
【００２２】
このとき、前記冷却風吹出装置３の実施形態としては、紡糸口金２の片側のみに設置し、一方向から冷却風を送って、フィラメント群Ｆを冷却しても良いが、フィラメント群Ｆの間で冷却斑が発生するのを防止する目的と、冷却の終了を早くすることを目的として、両サイドに設置し、紡出されたフィラメント群Ｆを両側から冷却することが好ましい。特に、極めて多数のフィラメント群Ｆを紡出する場合には、紡出されたフィラメント群Ｆを取り囲むようにして外周側から冷却風を吹出して冷却することが好ましい。
【００２３】
次に、前記糸条引取装置４としては、圧縮空気を使用したエアーサッカー装置が通常採用され、前記圧縮空気をフィラメント群Ｆの吸引方向へ噴射させ、この時エアーサッカー装置から噴射される空気流と共に紡出されたフィラメント群Ｆを吸引する役割を果たす。更には、吸引したフィラメント群Ｆを空気流と共に捕集ネット７上へ供給する役割も果たす。
【００２４】
以上のように構成される本発明の溶融紡糸装置においては、紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールするための気体シール装置（６）を設けることを一大特徴とする。なお、本発明で好適に使用される“不活性気体”としては、窒素、スチーム（水蒸気）、二酸化炭素、ヘリウムなどからなる気体を例示することができ、これら気体の中でも窒素気体又はスチーム（水蒸気）を使用することが安価かつ容易に得られるため好ましい。そこで、以下に、本発明の一大特徴とする“気体シール装置（６）”について詳細に説明する。
【００２５】
先ず、前記“気体シール装置（６）”としては、少なくとも紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールするための少なくともチャンバー６１、仕切板６２、気体加熱装置６３、供給管６４を含んで構成されており、不活性気体の吹出面６Ａが紡糸口金２に向うように、紡糸口金２の長辺方向に沿って設けられている。このとき、本発明の“気体シール装置６”は、紡糸口金２のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して紡糸口金２のポリマー吐出面をシールするために、紡糸口金２の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロック１と冷却風吹出装置３間の紡糸口金２の両長辺側にこの紡糸口金２を挟んで不活性気体の吹出面６Ａが対向するように設置される。
【００２６】
また、前記気体シール装置６は、紡糸口金２と冷却風吹出装置３の間に設置され、不活性気体をチャンバー６１へ供給するための供給管６４が接続され、これによって不活性気体供給源から必要な量の不活性気体が供給される。なお、その際、前記供給管６４は、図示したようにチャンバー６１の背面に一箇所に設けるか、あるいは複数箇所に設けても良く、チャンバー６１の長手方向の一端又は両端に設置しても良い。すなわち、このような事項は、レイアウト上の都合などにより、適宜選択できる設計事項である。ただし、その詳細説明は省略するが、不活性気体の供給量は、流量制御弁などを設けることによって、適正量が前記チャンバー６１へ供給されるように制御されていることは言うまでもない。
【００２７】
その際、さらに、チャンバー６１へ供給される不活性気体は供給管６４の上流側に設置された気体加熱装置６３により所要温度まで加熱される。なぜなら、加熱しない場合は、加熱されていない不活性気体が紡糸口金２に当たって、紡糸口金２のポリマー吐出面を冷却してしまい、その結果、良好にポリマーを吐出することができないからである。そこで、不活性気体の加熱温度が重要となるのであるが、このときの不活性気体の加熱温度については、紡糸口金２からポリマーが良好に吐出できる温度であれば良く、好ましくは紡糸口金２の温度と実質的に等しくすることである。また、このような温度に不活性気体を加熱するための気体加熱装置６３としては、公知のものを好適に使用することができ、例えば熱媒加熱方式、電熱線加熱方式、熱板加熱方式、熱交換器などの公知の手段を列挙することができる。
【００２８】
次に、仕切板６２は冷却風吹出装置３の上端に設けられ、冷却風吹出装置３から吹出した冷却風と気体シール装置６から吹出した不活性気体とが混合するのを防止すると共に、冷却風吹出装置３から吹出した冷却風に斑があった場合、その斑が気体シール装置６から均一に吹出した不活性気体の流れを乱すことを防止できるのである。なお、その材質については、実質的に流体を通さないものであればよく、例えば、金属、プラスチック、木材等の材料を挙げることができる。
【００２９】
このとき、紡糸口金２の直下の雰囲気に滞留するモノマーやオリゴマー等の低重合物やポリマーの分解物などが紡糸口金２の吐出孔の周辺に付着し、紡糸性を悪化させるのを防ぐことを目的として、冷却風吹出装置３と気体シール装置６の間に前記のモノマーやオリゴマーを吸引排気するための吸引装置を設置することも好ましい態様であるが、この場合においても前記同様に仕切板６２は冷却風吹出装置３の上端に設置すれば良い。
【００３０】
さらに、本発明においては、気体シール装置６の吹出面６Ａの全面に渡って不活性気体を斑無く吹出すことを目的として、一時的に不活性気体を滞留させるチャンバー６１内に均圧手段を設けて、チャンバー６１内の不活性気体を均圧化することが好ましい。なお、このような均圧手段の実施形態としては、不活性気体の吹出面６Ａに多数の小孔が穿孔されたパンチングプレート、金網、多孔性焼結金属など、あるいはこれらの部材を複数組み合わせたものなどを例示することができ、これらの均圧手段によって、チャンバー６１の内部の不活性気体圧力を上昇させることで、吹出面６Ａから不活性気体を斑なく均一に吹出させることができる。
【００３１】
以上に述べた不活性気体の吹出しを均圧化する均圧手段は、フィラメント群Ｆを繊度斑の発生と単繊維切れの発生を起こさせることなく、安定に溶融紡糸を行うために重要な要素であるので、以下に、この均圧手段について更に詳細に図３を用いて説明する。
【００３２】
前記図３は、気体シール装置６の一部を構成するチャンバー６１内を均圧化し、不活性気体を斑無く吹出すための均圧手段の実施形態例を説明するための模式説明図であって、図（ａ）は、図１のＸ−Ｘ断面、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＹ−Ｙ断面をそれぞれ示す。ただし、この図３では、供給管６４がチャンバー６１の背面に一箇所のみ設置されている態様について示してあるが、当然のことながら、このような態様に限定されることなく、供給管６４を複数個設けるか、あるいは分岐させて複数箇所から不活性気体を供給するようにしても良い。また、図３に付した各参照符号に関して、６Ａはチャンバー６１の不活性気体の吹出面、６１ａと６１ｂとは第一チャンバーと第二チャンバー（チャンバー６１を２つに分割している）、６５は前述の均圧手段を構成する均圧板をそれぞれ示す。
【００３３】
以上のように構成される気体シール装置６のチャンバー６１において、供給管６４から第一チャンバー６１ａに流入した不活性気体を均圧板６５に衝突させ、さらに不活性気体が均圧板６５を通過する際の通過抵抗を生じさせることによって、第一チャンバー６１ａ内に滞留する不活性気体の圧力を均一化する。それ故、このような役割を担う均圧板６５は、吹出面６Ａと同様に多数の小孔が穿孔されたパンチングプレート、金網、多孔性焼結金属など、あるいはこれらの部材を複数組み合わせたものなどで構成することが好ましい。そして、このような手段を講じることによって、第二チャンバー６１ｂにも均圧化された不活性気体が流入してくるため、吹出面６Ａからの不活性ガスの吹出し斑が更に改善される。
【００３４】
本発明においては、気体シール装置６を構成するチャンバー６１に供給管６４を複数箇所で接続して、チャンバー６１への不活性気体の供給を分配することによって、不活性気体を偏りなく供給することが好ましい。しかしながら、本発明においては、このような実施態様に限定されることなく、供給管６４を分岐させずにそのままチャンバー６１に一箇所のみで接続するだけの実施態様を採ることもできる。
【００３５】
そこで、このような実施態様、すなわち、チャンバー６１の長手方向の一端にのみ供給管６４が接続設置されている場合について、図４を用いて説明する。この図４において、図（ａ）は図１のＸ−Ｘ断面、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＺ−Ｚ断面をそれぞれ示す。ここで、図４（ａ）において使用する各参照符号を先ず説明すると、参照符号６１はチャンバー、６６は均圧管、６７は小孔群をそれぞれ示す。このとき、均圧管６６と供給管６４とは互に接続されており、更に、前記のように、均圧管６６には複数の小孔群６が穿設され７いる。したがって、供給管６４から供給された不活性気体は均圧管６６の内部を流れて均圧管６６に穿設された複数の小孔群６７より、チャンバー６１に充満される。したがって、チャンバー６１内へは多数の小孔群６７から分配供給されることとなって、不活性気体の供給斑の発生を回避することができる。
【００３６】
なお、以上に述べたような重要な役割を果たす小孔群６７に関し、孔数、孔径、穿孔間隔などは不活性気体の使用流量、紡出するフィラメント群に係る紡糸条件などによって変わってくる。このため、これらの条件に合わせて、適宜好ましい条件を選択すればよい。ただし、その穿孔位置に関し、図４（ｂ）において、均圧管６６の長手方向に一定間隔で穿設してもよいが、不活性気体の吹出し方向がチャンバー６１からの吹出方向と重ならないようにすることが好ましい。なぜならば、チャンバー６１の吹出側と同じ方向に不活性気体を吹出すと、小孔群６７から吹出された速度が速い不活性気体が、直接、チャンバー６１の吹出面６Ａに衝突し、吹出面６Ａから吹出す不活性気体の吹出し速度についても、その部分だけ速くなり、吹出し斑が発生してしまうからである。
【００３７】
さらに、気体シール装置６の吹出面６Ａの吹出長さに関しては、１０ｍｍ〜１００ｍｍとすることが好ましい。なぜならば、１０ｍｍ未満では、紡糸口金２の下を不活性気体で充分にシールしようとすると、不活性気体の吹出速度が大きくなりすぎるため、糸揺れが発生して、得られる不織布に斑が生じてしまう。また、１００ｍｍを超えると、加熱した不活性気体によりフィラメント群Ｆの冷却が十分行えず、必要な不織布物性が得られなくなるため好ましくない。
【００３８】
なお、これら気体シール装置６は、スピンブロック１にネジ止め、あるいは、ワンタッチ式のクランプ固定など公知の手段を採用して、スピンブロック１の下端又は側部に固定できることは言うまでもない。
【００３９】
以上に述べたような構造を有する気体シール装置６において、不活性気体を吹出した不活性気体の流動状態を適正化することは、溶融紡糸を安定に行い、品質に優れたフィラメント群Ｆを得る上で、重要であるので、以下にこの点について説明する。
【００４０】
図１において、不活性気体の吹出方向は、矢印で示したように、略水平であるが、紡糸口金２の直下は紡出されたフィラメント群Ｆが周囲の気体を巻き込みながら下方へ走行するため、周りの雰囲気が吸引されて負圧になる。このため、気体シール装置６から吹出された不活性気体は紡糸口金２のポリマー吐出面へ向かうこととなる。
【００４１】
したがって、紡糸口金２を不活性気体で良好にシールするという点で、紡糸口金２のポリマー吐出面が突出していたり、あるいはスピンブロック１の下面と面一であったりする場合は良いが、紡糸口金２が陥没した状態で設けられて段差が生じているような場合には、気体シール装置６から吹出された不活性気体が口金面に達しにくくなる。したがって、このような場合には、不活性気体の吹出方向を紡糸口金２のポリマー吐出面へ傾けたり、偏向板や整流板などを設けたりして不活性気体の流れ方向を斜め上方へ導き、これによって、不活性気体が紡糸口金２のポリマー吐出面に当たるようにするようにしても良い。
【００４２】
なお、気体シール装置６より吹出す不活性気体の風速は、０．２ｍ／秒以上２ｍ／秒以下、さらに好ましくは、０．２ｍ／秒以上１ｍ／秒以下にする必要がある。何故なら、０．２ｍ／秒未満の場合は、不活性気体がフィラメント群Ｆ間を貫流することが難しく、その結果として、紡糸口金２の中央部分が十分に不活性気体でシールできないという事態を招くからである。逆に、２ｍ／秒を超える場合は、不活性気体がフィラメント群Ｆに衝突して揺れを生じさせたり、酷い場合には断糸を生じさせたりするため安定的に紡糸することができない。
【００４３】
以上に述べたような気体シール装置６を使用することで、ポリマー中に含まれるモノマーやオリゴマーなどの昇華物が紡糸口金２直下の雰囲気中に放出されても、これらを不活性気体流によって、直ちに除去することができる。したがって、モノマーやオリゴマーなどの昇華物を含んだ空気が紡糸口金下に滞留することがなくなる。
【００４４】
このため、モノマーやオリゴマーなどの昇華物が空気中に含まれる酸素によって酸化され、紡糸口金２に穿設されたポリマー吐出孔の周りに付着堆積することが抑制される。また、例えこれらのモノマーやオリゴマーなどの昇華物が吐出孔の周りにわずかに付着堆積したとしても、紡糸口金直下は、不活性気体でシールされているため、酸素濃度は極めて低く抑えられるために、酸化されることはない。したがって、本発明によれば、従来のようにモノマーやオリゴマーなどの昇華物が吐出孔の周りに付着堆積して生じる問題を解消することができる。
【００４５】
このとき、本発明の溶融紡糸装置に設けられる紡糸口金２のポリマー吐出面を不活性気体でシールする場合に、特に効果的であるのは、紡糸口金２が下式（１）及び（２）を同時に満足する時である。
２００００≦Ｎ≦６００００ … （１）
０．０８≦Ｗ≦０．１５ … （２）
【００４６】
なお、図２を参照しながら前記（１）及び（２）式において用いられる記号を説明すると、これら（１）及び（２）式において、Ｎは紡糸口金２に穿設された吐出孔群２１の穿孔密度(個／ｍ²)を示し、Ｗは、図示した様に、この穿孔領域の短辺の長さ（ｍ）を示す。
【００４７】
この図から明らかなように、本発明においては、紡糸口金２のポリマー吐出面は矩形状であり、前記の穿孔密度（Ｎ）と穿孔領域の短辺の長さ（Ｗ）とは、ポリマー吐出孔群が穿孔された穿孔領域において定義されることは言うまでもない。その際、Ｎが６００００個／ｍ²を超える場合は、吐出孔間の間隔が狭くなることを意味するため、冷却風吹出装置によるフィラメント群Ｆの冷却が不十分になって、単糸間の融着等が生じるために安定した紡糸が行えない。逆に、２００００個／ｍ²より低い場合には、吐出孔２１間のピッチが拡がるため、不活性気体がフィラメント群Ｆの間を通りやすくなるため、紡糸口金２のポリマー吐出面での酸素濃度を低減することは容易となる。しかしながら、吐出孔の数が少なくなると、紡出するフィラメント群Ｆの数が低下して生産性が悪くなるため、経済的ではない。
【００４８】
また、Ｗが０．１５ｍを超えると、穿孔密度が低い場合でも不活性気体がフィラメント群Ｆの間を通り難くなり、ポリマー吐出面での酸素濃度を十分に低減することができない。また、逆に、Ｗが０．０８ｍより小さい場合には、本発明の気体シール装置６を使用しなくてもポリマー吐出面での酸素濃度を十分低く抑えることは可能であるが、紡出するフィラメント群Ｆの数が低下して生産性が悪くなるため、経済的ではない。
【００４９】
次に、本発明の長繊維不織布の製造方法について説明する。本発明の長繊維不織布の製造方法においては、図１に示した溶融紡糸装置を使用した不織布製造装置を用いて、紡出したフィラメント群Ｆを糸条引取装置４で引取り、移動する捕集ネットにフィラメント群Ｆを展延・載置した後、エンボスローラへ供給して不織布を製造するものである。
【００５０】
その際、本発明の製造方法として、ポリアミドからなるフィラメント、あるいはポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維で構成されるフィラメントを使用して長繊維不織布を製造することが効果的である。何故ならば、少なくともポリアミドを含むフィラメントの溶融紡糸においては、紡糸口金２の吐出孔周辺への「付着物」が多いため、面掃周期が短くなるからである。さらに、紡糸口金２の直下の酸素濃度にばらつきが生じた場合、酸素濃度が低い箇所では、モノマーやオリゴマーなどの昇華物からなる「付着物」の発生は極めて少ないため、安定的な紡糸が可能であるが、酸素濃度が高い箇所においては、「付着物」によりベンディング、断糸が頻発するため面掃を実施する必要があるからである。
【００５１】
つまり、ポリアミド及びポリエステルの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維で構成される長繊維不織布を製造する場合、紡糸口金２の直下を不活性気体によりシールしても、酸素濃度にばらつきがあれば、面掃周期を向上させる効果が十分に得られず、この問題は、本発明により効果的に解決できるのである。すなわち、本発明の溶融紡糸装置に付設された気体シール装置６を使用することにより、紡糸口金２外周部から均一に不活性気体を吹き込むこみ、そして、フィラメント群Ｆの随伴流を利用して紡糸口金２の直下の酸素濃度に斑を生じることなく、均一に不活性気体でシールすることができる。
【００５２】
なお、紡糸口金２のポリマー吐出面を面掃する場合は、図１において、左右に設けられた冷却風吹出装置３を手動で取り外すか、あるいはリンク機構、シリンダなどの公知の手段で構成される取外し手段を用いて、自動で一時的に撤去する。そうすることで、面掃するための作業空間が確保され、紡糸口金２の面掃を行うことができる。
【００５３】
【実施例】
［実施例１］
図１及び図２に例示した溶融紡糸装置を含む長繊維不織布の製造装置を使用し、穿孔密度Ｎが３８０００個／ｍ²、穿孔領域の短辺の長さＷが０．１ｍの紡糸口金２を用い、吐出孔１孔当たりのポリマー吐出量を１．０ｇ／分、糸条引取装置４でのフィラメント群Ｆの引取り速度を約３３００ｍ／分として、チャンバー６１から窒素を吹き込み、その時のフィラメント群に衝突する不活性気体の風速Ｖを１．５ｍ／秒として、２４時間の連続生産を行ったところ、吐出孔周辺の「付着物」は少なく、面掃は不要であった。
【００５４】
［比較例１］
実施例１において、Ｖが０．１ｍ／秒の条件で２４時間の連続生産を行ったところ、「付着物」の成長が早く、ベンディング、断糸が多く、面掃は約７〜８時間毎に実施する必要があり、生産性に問題を生じたのみではなく、不織布品質に欠点が生じた。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の溶融紡糸装置、及びこれを用いた長繊維不織布の製造方法により、長繊維不織布を製造するに場合において、紡糸口金の全吐出面に渡り、均一に不活性気体でシールを行うことができるので、紡糸口金の吐出孔周辺での「付着物」の付着の発生と成長を抑えることができ、ベンディング、断糸等による長繊維不織布の品質低下を抑えることができる。
【００５６】
また、紡糸口金に極めて多数のポリマー吐出孔を穿設しても、安定に溶融紡糸できるため長繊維不織布の生産効率が向上だけではなく、紡糸口金のポリマー吐出面の面掃周期を延長することができるため生産性が著しく向上する。
【００５７】
さらには、ポリアミド単体、あるいはポリアミド及びポリエステルからなる複合繊維又は混合繊維を溶融紡糸する場合において、ポリアミドから放出されるモノマーやオリゴマーなどの昇華物の口金面への付着と堆積を抑制することができ、更には、空気に含まれる酸素の濃度を低下させることができるため、長期間に渡って安定な製糸を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】長繊維不織布の製造装置に使用する溶融紡糸装置を模式的に例示した、一部に断面を施した正面図である。
【図２】本発明の紡糸口金面の気体シール装置及び該装置を使用した不織布製造設備に使用される紡糸口金を示す。
【図３】（ａ）図１におけるＸ−Ｘ矢視方向の断面図を示す。
（ｂ）図３（ａ）のＹ−Ｙ断面図を示す。
【図４】（ａ）図１において、供給管６４がチャンバー６１の一端に設置されている場合のＸ−Ｘ断面図を示す。
（ｂ）図４（ａ）のＺ−Ｚ断面図を示す。
【符号の説明】
１スピンブロック
２(2a〜2c) 紡糸口金
３冷却風吹出装置
４糸条引取装置
５紡糸筒
６気体シール装置
６Ａ不活性ガスの吹出面
７捕集ネット
８エンボスローラ
６１チャンバー
６２仕切板
６３加熱装置
６４供給管
Ｆフィラメント群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a melt spinning apparatus for melt spinning thermoplastic polymers such as nylon and polyester, and a method for producing a long-fiber nonwoven fabric using the melt spinning apparatus. More specifically, a melt spinning apparatus that can stably spin a large number of filaments, and a multi-filament spun using this apparatus is spread and placed on a moving collection net to form a long-fiber nonwoven fabric. And a method for producing a long-fiber nonwoven fabric.
[0002]
[Prior art]
In general, when melt spinning a thermoplastic polymer such as polyamide, polyester, polyolefin, etc., when the polymer is discharged from the discharge hole formed in the spinneret, low polymerization of monomers and oligomers contained in the polymer Objects are also discharged. The low polymer discharged in this manner adheres to the periphery of the discharge hole, receives a thermal history over a long period of time, is oxidized and deteriorates, accumulates, and grows firmly around the discharge hole.
[0003]
In particular, when the “adhesive” that adheres to the periphery of the discharge hole grows to a certain size, it prevents the molten polymer from being discharged well from the discharge hole, which is an undesirable cause such as bending, pulsation, and yarn breakage. Inhibits stable spinning. Therefore, it is necessary to periodically perform cleaning of the base surface, which is generally called “surface cleaning”, in order to remove these deposits. In that case, since it becomes necessary to temporarily stop the operation of the spinning device and perform cleaning, there is a problem that the production efficiency is lowered.
[0004]
Therefore, attempts have been made to prevent these gases from adhering to the die surface by flowing an inert gas under the die and always removing the atmosphere containing a low polymer such as a monomer or oligomer. Moreover, since the spinneret surface is sealed with an inert gas, the oxygen concentration can be lowered. Therefore, it is possible to prevent oxidation of the “adhering matter”, and thereby an attempt has been proposed to reduce the “adhering matter” adhering to the periphery of the discharge hole of the spinneret.
[0005]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-314031, a pressure equalizing chamber for blowing an inert gas is provided immediately below the center portion of a circular spinneret, and nitrogen is introduced from a gas flow path leading from the base holder to the inside of the base. An apparatus has been proposed in which nitrogen is blown out radially from the pressure equalizing chamber toward the discharge hole of the spinneret. Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-85862 proposes an apparatus for blowing an inert gas from directly below a circular spinneret outer peripheral portion toward the center of the die.
[0006]
In the case of these apparatuses, if the discharge hole group provided in the spinneret is perforated by being arranged in about 2-3 rows concentrically with respect to the radial direction, the oxygen concentration on the spinneret surface is surely Effective in reducing
[0007]
However, as in the case of producing a nonwoven fabric composed of long fibers, the spinneret shape is rectangular, and the perforation density of the discharge hole groups perforated in the spinneret is extremely high. From these discharge hole groups, a large number of filament groups In such a case, almost no effect is recognized. This is because the inert gas supplied for the sealing of the die surface is carried away by the accompanying flow accompanying the polymer discharged from a large number of discharge hole groups, so that the sealing effect can be sufficiently exerted. This is because it is difficult to keep the oxygen concentration under the base low.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-314031 A
[0009]
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 5-85862
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art. That is, according to the present invention, even when a small amount of inert gas is supplied to the base surface, the base surface can be well sealed, and deposits are deposited around the discharge hole group formed in the base. An object of the present invention is to provide a melt spinning apparatus that can be reduced, and a method for producing a long-fiber nonwoven fabric using the same.
[0011]
It is another object of the present invention to provide a melt spinning apparatus capable of improving not only the production efficiency but also the quality of the resulting nonwoven fabric and a method for producing a long-fiber nonwoven fabric using the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The following invention for solving the above-described problems is provided here.
[0013]
  First, as the present invention described in claim 1, “a long-fiber non-woven fabric for continuously producing a non-woven fabric by spreading and placing a filament group spun from a spinneret on a moving collection net” In the melt spinning apparatus provided in the production equipment,
A rectangular spinneret in which a polymer discharge hole group is perforated in a rectangular region;
A cooling air blowing device for cooling the filament group spun from the polymer discharge hole group;
A yarn take-up device for taking up the filament group;
The spinneret between the spin block and the cooling air blowing device so as to blow an inert gas directly under the spinneret in order to blow out an inert gas to the polymer discharge surface of the spinneret and seal the polymer discharge surface. And a gas seal device installed so that the blowing surface of the inert gas is opposed to the both long sides of the spinneret,
Furthermore, the gas seal device comprises:
A chamber containing the inert gas;
A supply pipe for supplying the inert gas into the chamber;
Pressure equalization means provided in the interior of the chamber and / or the blowing surface to equalize the blowing pressure of the inert gas;
Heating means for heating the inert gas to a predetermined temperature;
Including at least a partition plate provided at an upper end of the cooling air blowing device so as to extend in the direction of the spun filament group.
A melt spinning apparatus "is provided.
[0014]
  At that time, as in the present invention described in claim 2, “the melt spinning apparatus according to claim 1, wherein the blowing length of the inert gas on the blowing surface in the gas sealing apparatus is 10 to 100 mm”. preferable.
[0015]
  Furthermore, as in the present invention according to claim 2, "in the method for producing a long-fiber nonwoven fabric using the melt spinning apparatus according to claim 1, wherein the inert gas blown from the blowing portion is the filament group. It is preferable to use a method for producing a long-fiber non-woven fabric in which the wind speed of the inert gas at the time of collision is 0.2 to 2.0 m / sec.
[0016]
  AndClaim 4As described in the present invention, “the filament is a composite fiber or mixed fiber made of a two-component polymer of polyamide and polyester.Claim 3It is preferable to use the method for producing a long-fiber nonwoven fabric described.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention described above will be described in detail together with the operation thereof with reference to the drawings.
[0018]
Here, FIG. 1 is a schematic front view (partially sectioned) illustrating a nonwoven fabric manufacturing apparatus to which the melt spinning apparatus of the present invention can be suitably applied, and FIG. 2 is a polymer discharge of a spinneret. A schematic plan view of the surface is shown respectively.
[0019]
1 and 2, 1 is a spin block, 2 is a spinneret, 3 is a cooling air blowing device, 4 is a yarn transaction device, 5 is a spinning cylinder, 6 is a gas seal device, 7 is a collection net, 8 Denotes an embossing roller, and F denotes a filament group. FIG. 1 shows a state of the rectangular spinneret 2 shown in FIG. 2 when viewed from the short side direction. The “melt spinning device” of the present invention includes at least a spinneret 2, a cooling air blowing device 3, a yarn take-up device 4, and a gas seal device 6.
[0020]
Here, as illustrated in FIG. 2, the spinneret 2 has a plurality of discharge hole groups 21 perforated in the plate 2 a part for discharging the polymer, and the plate 2 a in which these discharge hole groups 21 are perforated. In general, it is composed of a plurality of plates (the embodiment shown in FIG. 1 is an example of three plates 2a, 2b and 2c). The plurality of plates 2a, 2b, and 2c are connected by a large number of assembly bolts 22 as shown in FIG. 2, and the polymer is formed by the plurality of plates 2a, 2b, and 2c in the same manner as a known spinneret. A structure that is uniformly supplied to the respective discharge holes is adopted, and the spin block 1 is incorporated into the spin block 1 as a spinneret pack. Needless to say, a filter layer, a spin filter, and the like are usually incorporated in the spinneret pack so as to filter foreign substances contained in the polymer. In this way, the polymer finally fed to the spinneret 2 while being continuously metered according to a conventional method by a known polymer metering device (not shown) such as a gear pump is fed from the nozzle 2 to the filament group F. As spun out.
[0021]
The filament group F spun from the spinneret 2 in this way is solidified while being thinned while being cooled by the cooling air blown from the cooling air blowing device 3, and is cooled and solidified. Is drawn by the yarn take-up device 4 at a speed of 2000 m / min to 8000 m / min, and is spread and placed on the moving collection net 7. In this way, the filament group F spread and placed on the moving collection net 7 is supplied to the embossing roller 6 in a state of being spread and placed, and is pressed and stretched here. As the form is arranged.
[0022]
At this time, as an embodiment of the cooling air blowing device 3, it may be installed only on one side of the spinneret 2 and the cooling air may be sent from one direction to cool the filament group F. For the purpose of preventing the occurrence of cooling spots and for the purpose of accelerating the end of the cooling, it is preferable to cool the spun filament group F installed on both sides and spun from both sides. In particular, when a very large number of filament groups F are spun, cooling is preferably performed by blowing cooling air from the outer peripheral side so as to surround the spun filament groups F.
[0023]
Next, as the yarn take-up device 4, an air soccer device using compressed air is usually adopted, and the compressed air is injected in the suction direction of the filament group F, and the air flow injected from the air soccer device at this time It plays a role of sucking the filament group F spun together. Furthermore, it plays a role of supplying the sucked filament group F onto the collection net 7 together with the air flow.
[0024]
The melt spinning apparatus of the present invention configured as described above is characterized by providing a gas seal device (6) for sealing the polymer discharge surface of the spinneret 2 with an inert gas. The “inert gas” preferably used in the present invention can be exemplified by a gas composed of nitrogen, steam (water vapor), carbon dioxide, helium, etc. Among these gases, nitrogen gas or steam (water vapor) ) Is preferable because it is inexpensive and easily obtained. Therefore, the “gas seal device (6)” which is one of the main features of the present invention will be described in detail below.
[0025]
  First, the “gas sealing device (6)” includes at least a chamber 61, a partition plate 62, a gas heating device 63, and a supply pipe 64 for sealing at least the polymer discharge surface of the spinneret 2 with an inert gas. Constructed, inert gas blowing surface6AIs provided along the long side direction of the spinneret 2 so as to face the spinneret 2. At this time, the “gas seal device 6” of the present invention blows an inert gas onto the polymer discharge surface of the spinneret 2 to seal the polymer discharge surface of the spinneret 2, so that the inert gas is directly below the spinneret 2. As shown in FIG. 4, the inert gas outlet surface is sandwiched between the spinneret 2 between the long side of the spinneret 2 between the spin block 1 and the cooling air outlet 3.6AAre installed to face each other.
[0026]
The gas seal device 6 is installed between the spinneret 2 and the cooling air blowing device 3, and is connected to a supply pipe 64 for supplying an inert gas to the chamber 61, whereby an inert gas supply source is connected. The required amount of inert gas is supplied. At this time, the supply pipe 64 may be provided at one place on the back surface of the chamber 61 as shown in the drawing, or may be provided at a plurality of places, or may be provided at one end or both ends in the longitudinal direction of the chamber 61. . That is, such a matter is a design matter that can be appropriately selected depending on the layout. However, although the detailed description thereof is omitted, it goes without saying that the supply amount of the inert gas is controlled so that an appropriate amount is supplied to the chamber 61 by providing a flow control valve or the like.
[0027]
At that time, the inert gas supplied to the chamber 61 is further heated to a required temperature by the gas heating device 63 installed on the upstream side of the supply pipe 64. This is because, when not heated, the unheated inert gas hits the spinneret 2 and cools the polymer discharge surface of the spinneret 2, and as a result, the polymer cannot be discharged satisfactorily. Therefore, the heating temperature of the inert gas is important. The heating temperature of the inert gas at this time may be any temperature that allows the polymer to be discharged well from the spinneret 2, and preferably the temperature of the spinneret 2. To be substantially equal to the temperature. Further, as the gas heating device 63 for heating the inert gas to such a temperature, a known device can be suitably used. For example, a heating medium heating method, a heating wire heating method, a hot plate heating method, Known means such as a heat exchanger can be listed.
[0028]
Next, the partition plate 62 is provided at the upper end of the cooling air blowing device 3 to prevent the cooling air blown out from the cooling air blowing device 3 from mixing with the inert gas blown out from the gas seal device 6 and cooling. When the cooling air blown out from the air blowing device 3 has spots, it can be prevented that the spots disturb the flow of the inert gas uniformly blown out from the gas seal device 6. The material may be any material that does not substantially allow fluid to pass through. Examples thereof include materials such as metal, plastic, and wood.
[0029]
At this time, it is possible to prevent low polymers such as monomers and oligomers staying in the atmosphere immediately below the spinneret 2 or polymer degradation products from adhering to the periphery of the discharge holes of the spinneret 2 to deteriorate the spinnability. For the purpose, it is also preferable to install a suction device for sucking and exhausting the monomer or oligomer between the cooling air blowing device 3 and the gas sealing device 6. May be installed at the upper end of the cooling air blowing device 3.
[0030]
  Furthermore, in the present invention, the blowing surface of the gas seal device 66AA pressure equalizing means is provided in the chamber 61 for temporarily retaining the inert gas to equalize the pressure of the inert gas in the chamber 61 for the purpose of blowing out the inert gas over the entire surface. It is preferable. In addition, as an embodiment of such pressure equalizing means, the blowing surface of the inert gas6AA punching plate having a large number of small holes perforated, a wire mesh, a porous sintered metal, or a combination of a plurality of these members can be exemplified. Blowing surface by increasing inert gas pressureFrom 6AInert gas can be blown out uniformly without spots.
[0031]
The pressure equalizing means for equalizing the blowing of the inert gas described above is an important element for stably spinning the filament group F without causing fineness spots and single fiber breakage. Therefore, hereinafter, the pressure equalizing means will be described in more detail with reference to FIG.
[0032]
  FIG. 3 is a schematic explanatory view for explaining an embodiment of pressure equalizing means for equalizing the pressure in the chamber 61 constituting a part of the gas sealing device 6 and blowing out the inert gas without any spots. FIG. 3A shows the XX cross section of FIG. 1, and FIG. 3B shows the YY cross section of FIG. However, although FIG. 3 shows a mode in which the supply pipe 64 is installed only at one position on the back surface of the chamber 61, it is natural that the supply pipe 64 is not limited to such a mode. A plurality of them may be provided or branched to supply an inert gas from a plurality of locations. In addition, regarding each reference numeral attached to FIG. 3, 6A represents an inert gas in the chamber 61.Outlet surface, 61a and 61b are a first chamber and a second chamber (chamber 61 is divided into two), and 65 is a pressure equalizing plate constituting the pressure equalizing means described above.
[0033]
In the chamber 61 of the gas sealing device 6 configured as described above, when the inert gas flowing into the first chamber 61a from the supply pipe 64 collides with the pressure equalizing plate 65, and further, the inert gas passes through the pressure equalizing plate 65. By generating the passage resistance, the pressure of the inert gas staying in the first chamber 61a is made uniform. Therefore, the pressure equalizing plate 65 which plays such a role is a punching plate having a large number of small holes perforated, a wire mesh, a porous sintered metal, or a combination of these members. It is preferable to comprise. And by taking such means, the inert gas pressure-equalized also flows into the second chamber 61b, so that the discharge spots of the inert gas from the blowing surface 6A are further improved.
[0034]
In the present invention, the supply pipe 64 is connected to the chamber 61 constituting the gas seal device 6 at a plurality of locations, and the supply of the inert gas to the chamber 61 is distributed, thereby supplying the inert gas evenly. Is preferred. However, in this invention, it is not limited to such an embodiment, The embodiment which only connects to the chamber 61 as it is, without branching the supply pipe | tube 64 as it is can also be taken.
[0035]
Therefore, such an embodiment, that is, a case where the supply pipe 64 is connected and installed only at one end in the longitudinal direction of the chamber 61 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, FIG. 4A shows an XX section of FIG. 1, and FIG. 4B shows a ZZ section of FIG. Here, first, reference numerals used in FIG. 4A will be described. Reference numeral 61 represents a chamber, 66 represents a pressure equalizing pipe, and 67 represents a small hole group. At this time, the pressure equalizing pipe 66 and the supply pipe 64 are connected to each other. Further, as described above, the plurality of small hole groups 6 are formed 7 in the pressure equalizing pipe 66. Therefore, the inert gas supplied from the supply pipe 64 flows through the pressure equalizing pipe 66 and fills the chamber 61 from the plurality of small hole groups 67 formed in the pressure equalizing pipe 66. Therefore, the chamber 61 is distributed and supplied from a large number of small hole groups 67, and the generation of inert gas supply spots can be avoided.
[0036]
Regarding the small hole group 67 that plays an important role as described above, the number of holes, the hole diameter, the hole interval, and the like vary depending on the use flow rate of the inert gas, the spinning conditions related to the filament group to be spun, and the like. For this reason, what is necessary is just to select a preferable condition suitably according to these conditions. However, the perforation position may be perforated at regular intervals in the longitudinal direction of the pressure equalizing tube 66 in FIG. 4B, but the direction in which the inert gas is blown out does not overlap with the direction from which the chamber 61 is blown out. It is preferable to do. This is because when the inert gas is blown in the same direction as the blowing side of the chamber 61, the inert gas blown from the small hole group 67 directly collides with the blowing surface 6A of the chamber 61, and the blowing surface. This is also because the blowing speed of the inert gas blown out from 6A is increased only by that portion, and blowout spots are generated.
[0037]
  Furthermore, the blowing surface of the gas seal device 66AThe blowout length is preferably 10 mm to 100 mm. This is because if it is less than 10 mm, if the bottom of the spinneret 2 is sufficiently sealed with an inert gas, the blowing speed of the inert gas becomes too high, causing yarn swaying, resulting in unevenness in the resulting nonwoven fabric. End up. On the other hand, if it exceeds 100 mm, the filament group F cannot be sufficiently cooled by the heated inert gas, and the necessary non-woven fabric properties cannot be obtained, which is not preferable.
[0038]
Needless to say, these gas sealing devices 6 can be fixed to the lower end or the side portion of the spin block 1 by using a known means such as screwing to the spin block 1 or fixing a one-touch type clamp.
[0039]
In the gas seal device 6 having the structure as described above, optimizing the flow state of the inert gas blown out of the inert gas stably performs melt spinning and obtains a filament group F having excellent quality. Since this is important, this point will be described below.
[0040]
In FIG. 1, the blowing direction of the inert gas is substantially horizontal as indicated by the arrow, but the spun filament group F travels downward while entraining the surrounding gas immediately below the spinneret 2. The surrounding atmosphere is sucked and becomes negative pressure. For this reason, the inert gas blown out from the gas seal device 6 is directed to the polymer discharge surface of the spinneret 2.
[0041]
Therefore, in order to satisfactorily seal the spinneret 2 with an inert gas, the polymer discharge surface of the spinneret 2 may be protruded or may be flush with the lower surface of the spin block 1. When 2 is provided in the depressed state and a step is generated, the inert gas blown out from the gas seal device 6 is difficult to reach the base surface. Therefore, in such a case, the flow direction of the inert gas is guided obliquely upward by inclining the blowing direction of the inert gas toward the polymer discharge surface of the spinneret 2 or by providing a deflector plate or a rectifying plate. Thus, the inert gas may strike the polymer discharge surface of the spinneret 2.
[0042]
Note that the wind speed of the inert gas blown out from the gas sealing device 6 needs to be 0.2 m / second or more and 2 m / second or less, more preferably 0.2 m / second or more and 1 m / second or less. This is because if it is less than 0.2 m / sec, it is difficult for the inert gas to flow between the filament groups F, and as a result, the central portion of the spinneret 2 cannot be sufficiently sealed with the inert gas. Because it invites. On the other hand, if it exceeds 2 m / sec, the inert gas collides with the filament group F to cause shaking, and if severe, it may cause yarn breakage, so that stable spinning cannot be performed.
[0043]
By using the gas seal device 6 as described above, even if sublimates such as monomers and oligomers contained in the polymer are released into the atmosphere directly below the spinneret 2, these are discharged by an inert gas flow. Can be removed immediately. Therefore, air containing sublimates such as monomers and oligomers does not stay under the spinneret.
[0044]
For this reason, sublimates such as monomers and oligomers are suppressed from being oxidized and deposited around the polymer discharge holes formed in the spinneret 2 by oxygen contained in the air. In addition, even if sublimates such as these monomers and oligomers slightly adhere and accumulate around the discharge hole, the oxygen concentration can be kept extremely low because the portion immediately below the spinneret is sealed with an inert gas. It will not be oxidized. Therefore, according to the present invention, it is possible to solve the problem caused by the deposition and deposition of sublimates such as monomers and oligomers around the discharge holes as in the prior art.
[0045]
At this time, when the polymer discharge surface of the spinneret 2 provided in the melt spinning apparatus of the present invention is sealed with an inert gas, the spinneret 2 is particularly effective when the following formulas (1) and (2) are used. Is the time to satisfy
20000 ≦ N ≦ 60000 (1)
0.08 ≦ W ≦ 0.15 (2)
[0046]
The symbols used in the expressions (1) and (2) will be described with reference to FIG. 2. In these expressions (1) and (2), N is a discharge hole group 21 formed in the spinneret 2. Perforation density (pieces / m²) And W indicates the length (m) of the short side of the perforated region as shown in the figure.
[0047]
As is apparent from this figure, in the present invention, the polymer discharge surface of the spinneret 2 is rectangular, and the perforation density (N) and the short side length (W) of the perforation region are determined by the polymer discharge surface. Needless to say, a group of holes is defined in the drilled region. At that time, N is 60000 pieces / m²If it exceeds 1, it means that the interval between the discharge holes becomes narrow. Therefore, the cooling of the filament group F by the cooling air blowing device becomes insufficient, and fusion or the like between single yarns occurs. Cannot be done. Conversely, 20000 pieces / m²If it is lower, the pitch between the discharge holes 21 is expanded, and the inert gas easily passes between the filament groups F. Therefore, it is easy to reduce the oxygen concentration on the polymer discharge surface of the spinneret 2. . However, when the number of discharge holes is reduced, the number of filament groups F to be spun is lowered and productivity is deteriorated, which is not economical.
[0048]
If W exceeds 0.15 m, it becomes difficult for the inert gas to pass between the filament groups F even when the perforation density is low, and the oxygen concentration on the polymer discharge surface cannot be sufficiently reduced. Conversely, when W is smaller than 0.08 m, the oxygen concentration on the polymer discharge surface can be kept sufficiently low without using the gas seal device 6 of the present invention, but spinning is performed. Since the number of filament groups F decreases and productivity deteriorates, it is not economical.
[0049]
Next, the manufacturing method of the long fiber nonwoven fabric of this invention is demonstrated. In the method for producing a long-fiber non-woven fabric of the present invention, using a non-woven fabric manufacturing apparatus using the melt spinning apparatus shown in FIG. After the filament group F is spread and placed on the net, it is supplied to an embossing roller to produce a nonwoven fabric.
[0050]
At that time, as a production method of the present invention, it is effective to produce a long fiber nonwoven fabric using a filament made of polyamide, or a filament composed of a composite fiber or a mixed fiber made of a two-component polymer of polyamide and polyester. Is. This is because, in melt spinning of a filament containing at least polyamide, there are many “adhesions” around the discharge hole of the spinneret 2, so that the surface cleaning cycle is shortened. Furthermore, when the oxygen concentration directly below the spinneret 2 varies, there is very little “adhesion” consisting of sublimates such as monomers and oligomers at low oxygen concentrations, enabling stable spinning. However, in a location where the oxygen concentration is high, bending and yarn breakage frequently occur due to “adherent matter”, and therefore it is necessary to perform surface cleaning.
[0051]
In other words, when producing a long-fiber nonwoven fabric composed of a composite fiber or a mixed fiber composed of a two-component polymer of polyamide and polyester, the oxygen concentration may vary even if the area immediately below the spinneret 2 is sealed with an inert gas. In this case, the effect of improving the surface sweeping cycle cannot be obtained sufficiently, and this problem can be effectively solved by the present invention. That is, by using the gas sealing device 6 attached to the melt spinning device of the present invention, the inert gas is uniformly blown from the outer peripheral portion of the spinneret 2, and spinning is performed using the accompanying flow of the filament group F. It is possible to uniformly seal with an inert gas without causing spots in the oxygen concentration immediately below the base 2.
[0052]
In addition, when sweeping the polymer discharge surface of the spinneret 2, in FIG. 1, the cooling air blowing devices 3 provided on the left and right sides are manually removed or configured by known means such as a link mechanism and a cylinder. Remove automatically and temporarily using removal means. By doing so, a working space for the surface cleaning is ensured, and the surface of the spinneret 2 can be cleaned.
[0053]
【Example】
[Example 1]
A long-fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus including the melt spinning apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 is used, and the perforation density N is 38000 / m.²Using a spinneret 2 with a short side length W of 0.1 m in the perforated region, a polymer discharge rate per discharge hole of 1.0 g / min, and taking up the filament group F with the yarn take-up device 4 Nitrogen was blown from the chamber 61 at a speed of about 3300 m / min, and continuous production for 24 hours was performed with the wind velocity V of the inert gas colliding with the filament group at that time being 1.5 m / sec. There were few “attachments” and no surface cleaning was required.
[0054]
[Comparative Example 1]
In Example 1, when continuous production was performed for 24 hours under the condition of V of 0.1 m / second, the growth of “adherents” was fast, bending and threading were abundant, and surface cleaning was performed every 7 to 8 hours. Not only caused a problem in productivity but also a defect in the quality of the nonwoven fabric.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, in the case of producing a long fiber nonwoven fabric by the melt spinning apparatus of the present invention and the method for producing a long fiber nonwoven fabric using the same, an inert gas is uniformly distributed over the entire discharge surface of the spinneret. Since the sealing can be performed, it is possible to suppress the occurrence and growth of “attachment” around the discharge hole of the spinneret, and it is possible to suppress the deterioration of the quality of the long-fiber nonwoven fabric due to bending, yarn breakage, or the like.
[0056]
In addition, even if a large number of polymer discharge holes are drilled in the spinneret, stable melt spinning can be performed, so that not only the production efficiency of the long-fiber nonwoven fabric is improved, but also the sweeping period of the polymer discharge surface of the spinneret is extended. Therefore, productivity is remarkably improved.
[0057]
Furthermore, when melt spinning a single polyamide, or a composite fiber or mixed fiber made of polyamide and polyester, adhesion and deposition of sublimates such as monomers and oligomers released from the polyamide can be suppressed. Furthermore, since the concentration of oxygen contained in the air can be reduced, stable yarn production can be achieved over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a front view schematically showing a melt spinning apparatus used in a production apparatus for a long-fiber non-woven fabric, with a part of a cross section.
FIG. 2 shows a spinneret gas seal device of the present invention and a spinneret used in a non-woven fabric manufacturing facility using the device.
3A is a cross-sectional view in the direction of arrows XX in FIG.
  (B) The YY sectional view of Drawing 3 (a) is shown.
4A is a cross-sectional view taken along line XX when a supply pipe 64 is installed at one end of a chamber 61 in FIG.
  (B) ZZ sectional drawing of Fig.4 (a) is shown.
[Explanation of symbols]
    1 Spin block
    2 (2a ~ 2c) Spinneret
    3 Cooling air blowing device
    4 Yarn take-up device
    5 Spinning cylinder
    6 Gas seal device
    6A of inert gasBlowing outsurface
    7 Collection net
    8 Embossed roller
    61 chamber
    62 Partition plate
    63 Heating device
    64 Supply pipe
      F Filament group

Claims

紡糸口金から紡出されたフィラメント群を移動する捕集ネット上に展延・載置して連続的に不織布を製造するための長繊維不織布製造装置に設けられた溶融紡糸装置において、
矩形状の領域に２００００〜６００００個／ｍ ² の穿孔密度でポリマー吐出孔群が穿孔され且つ前記矩形状穿孔領域の短辺の長さが０．０８〜０．１５ｍである紡糸口金と、
前記ポリマー吐出孔群より紡出されたフィラメント群を冷却するための冷却風吹出装置と、
前記フィラメント群を引き取るための糸条引取装置と、
前記紡糸口金のポリマー吐出面へ不活性気体を吹出して前記ポリマー吐出面をシールするために、前記紡糸口金の直下に不活性気体を吹出すようにスピンブロックと冷却風吹出装置間の前記紡糸口金の両長辺側に前記紡糸口金を挟んで不活性気体の吹出面が対向するように設置した気体シール装置とを有し、
更に、前記気体シール装置は、
前記不活性気体を収容するチャンバーと、
前記不活性気体を前記チャンバー内に供給するための供給管と、
前記不活性気体の吹出し圧力を均圧化するために前記チャンバーの内部及び／又は前記吹出面に設けられた均圧手段と、
前記不活性気体を所定温度に加熱する加熱手段と、
紡出された前記フィランメント群の方向に向かって延在するように前記冷却風吹出装置の上端に設けられた仕切板とを少なくとも含む、
ことを特徴とする溶融紡糸装置。In a melt spinning apparatus provided in a long-fiber nonwoven fabric manufacturing apparatus for continuously manufacturing a nonwoven fabric by spreading and placing on a collection net that moves a group of filaments spun from a spinneret,
A spinneret in which a polymer discharge hole group is perforated at a perforation density of 20000 to 60000 per m ^{2 in} a rectangular area, and the short side length of the rectangular perforated area is 0.08 to 0.15 m ;
A cooling air blowing device for cooling the filament group spun from the polymer discharge hole group;
A yarn take-up device for taking up the filament group;
The spinneret between the spin block and the cooling air blowing device so as to blow an inert gas directly under the spinneret in order to blow out an inert gas to the polymer discharge surface of the spinneret and seal the polymer discharge surface. And a gas seal device installed so that the blowing surface of the inert gas is opposed to the both long sides of the spinneret,
Furthermore, the gas seal device comprises:
A chamber containing the inert gas;
A supply pipe for supplying the inert gas into the chamber;
Pressure equalization means provided in the interior of the chamber and / or the blowing surface to equalize the blowing pressure of the inert gas;
Heating means for heating the inert gas to a predetermined temperature;
Including at least a partition plate provided at an upper end of the cooling air blowing device so as to extend in the direction of the spun filament group.
A melt spinning apparatus characterized by that.

前記気体シール装置における前記吹出面の不活性ガスの吹出長さが１０〜１００ｍｍである請求項１記載の溶融紡糸装置。The melt spinning apparatus according to claim 1, wherein the blowing length of the inert gas on the blowing surface in the gas sealing device is 10 to 100 mm.

請求項１記載の溶融紡糸装置を用いた長繊維不織布の製造方法であって、前記気体シール装置から吹出される不活性気体の風速が、０．２〜２．０ｍ／秒である長繊維不織布の製造方法。A process according to claim 1, long-fiber nonwoven fabric using the melt spinning apparatus according, wind speed is that the inert gas blown from the gas seal device, long-fiber nonwoven fabric is 0.2～2.0M / sec Manufacturing method.

前記フィラメントがポリアミドとポリエステルとの２成分のポリマーから成る複合繊維又は混合繊維である請求項３に記載の長繊維不織布の製造方法。The method for producing a long-fiber nonwoven fabric according to claim 3, wherein the filament is a composite fiber or a mixed fiber made of a two-component polymer of polyamide and polyester.