JPH03249252A - Device and method for melt blowing - Google Patents
Device and method for melt blowingInfo
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- JPH03249252A JPH03249252A JP2045327A JP4532790A JPH03249252A JP H03249252 A JPH03249252 A JP H03249252A JP 2045327 A JP2045327 A JP 2045327A JP 4532790 A JP4532790 A JP 4532790A JP H03249252 A JPH03249252 A JP H03249252A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般に繊維質の帯電不織布を製造するための方
法及び装置に関する。詳述すればメルトブロー(融成物
吹き付け)工程中にメルトブローされた繊維に電荷を印
加することによる、メルトブ0−された帯電Il維材の
製造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a method and apparatus for producing fibrous, charged nonwoven fabrics. More specifically, the present invention relates to the production of meltblown charged IL fibers by applying a charge to the meltblown fibers during a meltblowing process.
メルトブロー法は複数の!l雑を形成するように溶融し
た熱塑性樹脂が押出される、単段階法である。^速空気
の収斂性薄板が繊維をコレクタースクリーン上に吹き付
け、そこで繊維が絡まって集合して、不織布を形成する
。メルトブローされた不織布と称されるこれらの布は多
くの用途に優れた特性を有し、なかには気体及び液体を
濾過するために用いられる場合もある。There are multiple melt blow methods! It is a single step process in which a molten thermoplastic resin is extruded to form a mold. An astringent sheet of fast air blows the fibers onto a collector screen where they become entangled and aggregate to form a nonwoven fabric. These fabrics, referred to as meltblown nonwovens, have excellent properties for many applications, some of which are used to filter gases and liquids.
メルトブローされた布の絡まった繊維の直径を顕微鏡的
に小さくしておくと、気体又は液体の媒体から細分され
た粒子を濾過し出すのに理想的である。繊維に電荷を印
加することによって、これらの不織材の濾過効率を^め
ることができることも知られている。布への電荷はよく
エレクトレットと呼ばれる。不l1INのエレクトレッ
トを開示する米国特許に、米国特許第4.215.68
2号、第4.375,718号、第4,588,537
号及び第4,592,815号がある。The microscopically small diameter of the entangled fibers of meltblown fabrics makes them ideal for filtering finely divided particles out of gaseous or liquid media. It is also known that the filtration efficiency of these nonwovens can be increased by applying an electric charge to the fibers. The charge on the cloth is often called an electret. U.S. Patent No. 4.215.68 discloses electrets of
No. 2, No. 4,375,718, No. 4,588,537
No. 4,592,815.
メルトブロー工程中に溶融した、つまり14温の1Mに
電荷を加える方法は米国特許第4,215,682号に
開示される。重合体の高温、つまり溶融状態における5
tuiの静充電は電荷を重合体の中に移入させ(電気抵
抗が低いので)、重合体が冷却した後も、捕捉されたま
まである。これはエレクトレットの電荷寿命を長くする
。A method for applying a charge to molten, i.e., 14-temperature, 1M during the melt blowing process is disclosed in US Pat. No. 4,215,682. 5 at the high temperature of the polymer, i.e. in the molten state.
The static charge of the tui transfers charge into the polymer (because of its low electrical resistance) and remains trapped even after the polymer has cooled. This increases the charge lifetime of the electret.
米国特許第4.215,682号に開示される方法は、
押出されたIN流の上方と下方の、2つの荷電源によっ
て作った静電界に、押出された繊維を通すことによって
静電荷電が行われる。各荷電源は電極電線と接地シース
を含む。各電極に高電圧の電荷を与えると、電線と接地
との間に静電界が生じる。強力な静電界は電線の回りの
空気、又は他の気体をイオン化する(電線の一部の回り
に接地させたさやを用いると、この効果を高めることが
できる)。このようにして生じたイオン及び帯電粒子は
繊維流の中に推進される。この方式に伴う問題は、繊I
I流の中に、殊に、繊維が再高温となるダイ出口、又は
その近くに帯電粒子を推進することである。繊msのか
なりの部分がコロナ帯を通過しない。上記特許は、空力
的力と静電気力によってイオン又は帯電粒子がtlAH
流の中に推進されること、またこの作用を助けるために
ファンを使用することができること、を述べている。The method disclosed in U.S. Pat. No. 4,215,682 is
Electrostatic charging is performed by passing the extruded fiber through an electrostatic field created by two charging sources above and below the extruded IN stream. Each charging source includes an electrode wire and a grounding sheath. Applying a high voltage charge to each electrode creates an electrostatic field between the wire and ground. A strong electrostatic field ionizes the air or other gas around the wire (using a grounded sheath around a portion of the wire can enhance this effect). The ions and charged particles thus generated are propelled into the fiber stream. The problem with this method is that fiber I
The goal is to propel charged particles into the I stream, particularly at or near the die exit where the fibers become hot again. A significant portion of the fibers does not pass through the corona zone. The above patent discloses that ions or charged particles are tlAH due to aerodynamic forces and electrostatic forces.
It states that it is propelled into a current and that fans can be used to aid this effect.
発明の概要
本発明によれば、メルトブロー装置はメルトブロー用ダ
イの放出口、又はその近くにコロナ帯を発生させるため
の改良された静電荷電装置を具えている。メルトブロー
装置は、溶融熱塑性樹脂を中から押出して1列の11を
形成させる1列のオリフィスをもったダイを有する、従
来型のものでもよい。収斂する高温空気流が1iAHの
上に吹き付けられて繊維−空気流を形成する。SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a meltblowing apparatus includes an improved electrostatic charge device for generating a corona zone at or near the outlet of a meltblowing die. The melt blowing equipment may be of the conventional type, having a die with a row of orifices from which the molten thermoplastic resin is extruded to form a row 11. A converging hot air stream is blown onto the 1iAH to form a fiber-air stream.
改良された静電荷電装置は、ダイの上に(ダイ放出口の
各側に1個ずつ)据付けられた1対の接地された電子エ
ミッタ装置と、電極を荷電するために^圧電源に接続さ
れる(繊維−空気流の各側に1個ずつの)1対の集電電
極と、を含む。The improved electrostatic charging device consists of a pair of grounded electron emitter devices mounted above the die (one on each side of the die outlet) and connected to a voltage source to charge the electrodes. a pair of current collecting electrodes (one on each side of the fiber-air flow);
エミッタ装置はほぼ繊維−空気流の流れの方向にダイか
ら外方に突き出て、ダイ放出口の近くで終結する。電極
とエミッタ装置の間の静電界が、ダイ放出口、又はその
近くにコロナ帯を発生させる高圧荷電によって樹立され
る。よってコロナ帯の中の電子とイオンはダイ放出口か
ら放出される溶融した、つまり高温繊維に接触する。コ
ロナ帯は接地されたエミッタの所にあって、米国特許第
4.215,682号で述べる電極の所にないことが重
要である。そのため、ダイ放出口、又はその近くにコロ
ナ帯を樹立する。The emitter device projects outwardly from the die generally in the direction of fiber-air flow flow and terminates near the die outlet. An electrostatic field between the electrode and the emitter device is established by a high voltage charge that creates a corona zone at or near the die outlet. The electrons and ions in the corona zone then contact the molten or hot fibers emitted from the die outlet. It is important that the corona zone be at the grounded emitter and not at the electrodes described in US Pat. No. 4,215,682. Therefore, a corona zone is established at or near the die outlet.
望ましいエミッタはダイ放出口に沿ってその両側に隔置
されたピンの形をとる。ピンの先端は光って、ダイ放出
口の近くで終わる。The preferred emitter takes the form of pins spaced along and on either side of the die outlet. The tip of the pin is shiny and ends near the die outlet.
本発明の方法は:
(a)複数のオリフィスを通して、溶融した熱塑性樹脂
を押出して複数の溶融INを形成させる段階、
(b)繊維の両側に、収斂する高温空気を吹き付けて、
l&Nを延ばすことにより繊維−空気流を形成する段階
、
(c) (i) 流れの両側の2個の電極と、0)ダ
イ放出口の両側の接地された電子エミッタと、の間に静
電界を樹立し、それによってエミッタの間を通過する繊
維を荷電する段階、
(d)帯電繊維を集めて繊維状の帯電布を形成する段階
:
を含むことを特徴とする。The method of the present invention includes: (a) extruding molten thermoplastic resin through a plurality of orifices to form a plurality of molten INs; (b) blowing hot converging air onto both sides of the fibers;
(c) forming a fiber-air flow by stretching l&N; (i) creating an electrostatic field between two electrodes on either side of the flow and 0) grounded electron emitters on either side of the die outlet; (d) collecting the charged fibers to form a fibrous charged cloth.
本発明の重要な特色はエミッタ、殊にエミッタ・ピンか
らの高率の電子放出である。これはダイ放出口、又はそ
の近くにコロナ帯を発生する。米国特許第4,215,
682号に開示される装置とは異なり、本発明は繊維−
空気流が実質的にコロナ帯を通って流れるので、帯電粒
子(実質的に電子とイオン)を溶融、つまり高温繊維に
接着させる問題を無くす、る。An important feature of the invention is the high rate of electron emission from the emitter, particularly the emitter pin. This creates a corona zone at or near the die outlet. U.S. Patent No. 4,215,
Unlike the device disclosed in '682, the present invention
Since the airflow flows substantially through the corona zone, it eliminates the problem of melting, or adhering, charged particles (substantially electrons and ions) to the hot fibers.
本発明による溶融、つまり高温繊維の荷電は異例の濾過
効率のフィルターを生じることを、試験が証明した。フ
ィルターへの応用に関連して本発明を説明したけれども
、帯電した布は他の用途も有り得ることを指摘しておく
。たとい、布が他の問題に使用されようとも、濾過効率
試験は布の電荷を決めるのに有効な試験である。Tests have demonstrated that the charging of melt, or hot fibers according to the present invention results in filters of exceptional filtration efficiency. Although the invention has been described in connection with filter applications, it is noted that the charged fabric may have other uses as well. The filtration efficiency test is a valid test for determining the charge of a cloth, even if the cloth is used for other problems.
望ましい実施例の説明
前記のように、本発明はメルトブローされた溶融、つま
り高温ll1llを静電荷電して、帯電した不織布を製
造することに関する。静電荷電装置を具えたメルトブロ
ー工程ラインが第1図に図示され、収斂する高温空気流
の中に繊維を押出してダイ放出口から繊維=空気流(1
2)を放出するメルトブ〇−・ダイに溶融樹脂を供給す
る押出機(10)と、ItIiと空気を分離する回転式
コレクター・ドラム、つまりスクリーン(15)と、を
含む。布(16)はスクリーン(15)から引き出され
る。典型的なメルトブロー工程ラインはまた弁付き管系
(17)と加熱素子(18)を介してダイ(11)に連
結される空気源をも含む。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As noted above, the present invention relates to electrostatically charging a melt blown melt, i.e., hot lllllll, to produce a charged nonwoven fabric. A melt blowing process line equipped with an electrostatic charge device is illustrated in FIG.
2) and a rotating collector drum or screen (15) for separating ItIi and air. The cloth (16) is pulled out from the screen (15). A typical meltblowing process line also includes an air source connected to the die (11) via valved tubing (17) and a heating element (18).
第2図に示すように、ダイ(11)は本体部材(20゜
21)、本体部材(20)に結合される細長いダイ・ノ
ーズピース(22)、及びエアナイフ(23,24)を
含む。ノーズピース(22)は、断面が3角形で先端(
30)で終わる。収斂部(29を有する。ノーズピース
(22)には、中央の長い通路(31)が形成され、横
並びの複数のオリフィス(32)が先6a(30)に孔
明けされている。ダイ要素は耐久性を与えるために高品
質の鋼から製造される。溶融重合体はダイ通路(33,
34) (コートハンガー形態)、及びダイ通路(3
5,31)を通して押出様から供給され、オリフィス(
32)から極細の横並びのI!雑として押出される。As shown in FIG. 2, die (11) includes a body member (20.degree. 21), an elongated die nosepiece (22) coupled to body member (20), and air knives (23, 24). The nosepiece (22) has a triangular cross section and a tip (
30). The nosepiece (22) has a convergent portion (29).The nosepiece (22) is formed with a central long passageway (31), and a plurality of side-by-side orifices (32) are drilled at the tip 6a (30). Manufactured from high quality steel to provide durability.The molten polymer passes through the die passages (33,
34) (coat hanger form), and die passage (3
5, 31) from the extruder, and the orifice (
32) from ultra-thin horizontal I! Extruded as miscellaneous.
エアナイフ(23,24)は本体部材(20,21)と
共に空気通路(38,37)を画成する。エアナイフ(
2324)は内方に向く傾斜面を有し、これがノーズピ
ース(29)の傾斜面と共に収斂する空気通路(383
9)を画成する。図示のように、各空気通路(3839
)の通路面積は調整自在である。空気は空気源から管系
(17)を経て空気通路を通して送られ、高温空気の薄
板として溶融gemの両側に放出される。The air knife (23, 24) defines an air passageway (38, 37) with the body member (20, 21). Air knife (
2324) has an inwardly facing inclined surface, which converges with the inclined surface of the nosepiece (29).
9). As shown, each air passageway (3839
) can be adjusted freely. Air is passed from an air source through the air passages via tubing (17) and is discharged as thin sheets of hot air on either side of the molten gem.
高温空気の収斂する薄板はIINを引張り、つまり薄く
して、m*−空気! (40)を形成してダイ放出口(
41)から放出する。The converging thin plates of hot air pull, or thin, IIN, m*-air! (40) to form the die outlet (
41).
本発明によれば、第2図に示すメルトブロー装置には、
tanがダイ放出口(41)から放出される時に静電荷
をII雑に印加するための装置が設けられる。一方は流
れの上方に、他方は流れの下方に、流れの中心線から等
距離にある2個の電極(42゜43)によって静電界が
樹立される。参考のため、流れの中心線はオリフィスの
向きの方向とする。According to the present invention, the melt blowing apparatus shown in FIG.
Apparatus is provided for applying an electrostatic charge to II as tan is ejected from the die outlet (41). An electrostatic field is established by two electrodes (42° 43) equidistant from the center line of the flow, one above the flow and the other below the flow. For reference, the center line of flow is in the direction of the orifice orientation.
電極はダイを支持する枠組と同じ枠組に据付けられて共
通の接地を与えることができる。The electrodes can be mounted on the same framework that supports the die to provide a common ground.
第2図にピン(44)として図解される、突き出た電子
エミッタはエアナイフ(23,24)に据付けられる。A protruding electron emitter, illustrated as a pin (44) in FIG. 2, is mounted on the air knife (23, 24).
ダイ放出口(41)両側にて突き出るエミッタは刃、又
はワイヤーのような様々な形状をとることができるが、
望ましいエミッタは図示のようなピン(44)である。The emitters protruding on both sides of the die outlet (41) can take various shapes, such as blades or wires;
The preferred emitter is a pin (44) as shown.
1列のピン(44)はダイ放出口(41)の上方にダイ
に沿って延在し、第2の列のピンはダイ放出口(41)
の下方にダイに沿って延在する。One row of pins (44) extends along the die above the die outlet (41) and a second row of pins extends along the die above the die outlet (41).
extends along the die below.
ピン(44)はI繊維−空気流に向って傾いて先端(4
5)で終わっている。The pin (44) is angled toward the I-fiber-airflow and the tip (4
It ends with 5).
ピン(44)の傾き角は重要でないが、aiei−空気
流の流れを阻害することなくピン先端(45)を流れの
近くに位置決めするのに役立つ。The tilt angle of the pin (44) is not critical, but helps position the pin tip (45) close to the air flow without interfering with the flow.
ピン(44)と電極(42,43)の間隔を以下に、−
層詳細に説明する。The distance between the pin (44) and the electrodes (42, 43) is as follows: -
The layers will be explained in detail.
高圧電源が電極(上方/下方)に接続され、画電極が+
/十電荷、+/−電荷、−/十電荷又は−/−電荷をも
つことができるように極性が制御される。これが電極(
42,43)と接地されたエミッタ(44)の間に静電
界を樹立する。これが、ひいては、ダイ放出口(41)
の近くでエミッタ先端(45)の回りにコロナ帯を発生
す4る。A high voltage power supply is connected to the electrode (upper/lower), and the picture electrode is +
The polarity is controlled so that it can have /10 charges, +/- charges, -/10 charges or -/- charges. This is the electrode (
42, 43) and the grounded emitter (44). This, in turn, is the die outlet (41)
A corona band is generated around the emitter tip (45) near 4.
コロナ帯を通過する溶融、つまり高温t11.Nは電子
又は帯電粒子によって荷電される。Melting passing through the corona zone, i.e. high temperature t11. N is charged by electrons or charged particles.
前記のように、メルトブロー工程ラインに装備される装
置は電極、高圧電源、及びエミッタを含む。これらの要
素の具体例は下記の通りである。As mentioned above, the equipment installed in the melt blowing process line includes electrodes, high voltage power supplies, and emitters. Specific examples of these elements are as follows.
!U:電極(42,43)は図示のように金属棒(導電
性)の形をとることができる。棒の直径は2in(50
,8mm+)から細い電線(例えば直径1/16in(
1,59jwe) )までの範囲にわたることができる
。! U: The electrodes (42, 43) can take the form of metal rods (conductive) as shown. The diameter of the rod is 2 inches (50
, 8mm+) to thin electric wire (e.g. 1/16 inch in diameter (
1,59jwe)).
あとで−層詳しく説明するように、電極の間隔はS帷−
空気流の流れを阻害することなしに、できるだけ小さく
すべきである。電極の直径は178”〜1”(3’、2
〜25.4jw)が望ましい。平らな刃又は長円のよう
な形状の透磁性、網状金属ワイヤも電極として使用可能
である。垣根状の、又は穴の明いた材料を形成する金属
ワイヤーの間の開口部は、118−空気流の阻害を最小
限にして、電極を通して空気を流す。電極はその形状、
形式のいかんにかかわらず絶縁材、例えば、セラミック
上に取付けられて、高圧電源に接続される。As will be explained in detail later, the spacing between the electrodes is S width.
It should be as small as possible without obstructing the flow of airflow. Electrode diameter is 178” to 1” (3’, 2
~25.4jw) is desirable. Magnetically permeable, reticulated metal wires shaped like flat blades or ovals can also be used as electrodes. Openings between the metal wires forming a hedge or perforated material allow air to flow through the electrodes with minimal obstruction to 118-airflow. The shape of the electrode,
It is mounted on any type of insulating material, for example ceramic, and connected to a high voltage power supply.
J:任意の高圧直流電源を使用することができる。電源
は静電界を作るに当たって調整が可能なように、電圧設
定が可変である(例えば10にV〜25にV)べきであ
り、望ましくは十及び−の極性設定が可能であるべきで
ある。米国ペンシルバニア州ハツトフィールド(Hat
field)市の5IHCO社によって市販されている
高圧電源は本発明の目的に至極適していることが判った
。この電源の使用は次の通りである:
最高電圧・・・25にV直流
出力極性・・・負及び正
最大電流・・・電極を接続して6.38Aエミッタ:前
記のように、エミッタは、ダイ放出口(41)に沿って
その側方に隔置した、先の鋭い導電性ピンの形をとるこ
とが望ましい。ピンは細身で、例えば直径は1/16〜
3/8in (1,6〜9.5m+ )の範囲にわた
る。J: Any high voltage DC power supply can be used. The power supply should have variable voltage settings (e.g., 10V to 25V) to allow for adjustment in creating the electrostatic field, and should preferably be capable of 10 and - polarity settings. Hatfield, Pennsylvania, USA
The high voltage power supply commercially available from 5IHCO, Inc., located in C. Field, has been found to be extremely suitable for the purposes of the present invention. The use of this power supply is as follows: Maximum voltage...25V DC output polarity...negative and positive maximum current...6.38A with electrodes connected Emitter: As mentioned above, the emitter , preferably in the form of sharp conductive pins spaced along and to the sides of the die outlet (41). The pin is slender, for example, the diameter is 1/16 ~
Ranges from 3/8 in (1.6 to 9.5 m+).
ピン(44)は溶接又は適正に明けられた孔に挿入して
、第2図、第3図及び第4図に図示するように、エアナ
イフ(23,24)の面に直接に取付けることができる
。代わりに、ピン(44)を幅狭の板(4647)(第
5図に図解)に取付け、次に長穴(49)に通されたね
じ付きボルト(50)によってこの板(4647)をエ
アナイフ(23,24)に取付ける。この仕組みはピン
先端(45)の垂直方向間隔の調整を可能にする。The pin (44) can be attached directly to the face of the air knife (23, 24) by welding or by inserting it into a properly drilled hole, as shown in FIGS. 2, 3 and 4. . Alternatively, the pin (44) is attached to a narrow plate (4647) (illustrated in Figure 5) and then this plate (4647) is attached to the air knife by means of a threaded bolt (50) passed through the slotted hole (49). Attach to (23, 24). This mechanism allows adjustment of the vertical spacing of the pin tips (45).
ダイ放出口の両側に取付けられて各々がダイ放出口(4
1)の近くに鋭い刃を配置した1対の接地された刃身(
図示せず)も使用可能である。ダイ放出口(41)の側
方に取付けられた1対のワイヤーも使用することができ
る。Each die outlet (4) is attached to both sides of the die outlet.
1) a pair of grounded blades (
(not shown) can also be used. A pair of wires attached to the sides of the die outlet (41) can also be used.
もう一つの望ましいエミッタの構成を第6図に図示する
。この実施例では、先端が鋭利な刃(51,52)にな
っている、外方に突き出たせり出しく23a、24a)
がエアナイフ(23,24)に設けられる。Another preferred emitter configuration is illustrated in FIG. In this embodiment, the outwardly projecting protrusions 23a, 24a) have sharp blades (51, 52) at their tips.
is provided on the air knife (23, 24).
刃(51,52)がコロナ帯を発生するに当たってエミ
ッタとして働く。全ての図に示されるように、エミッタ
はその形式のいかんを問わず、接地されている。エミッ
タ構成の組合せを用いることもできる(例えば突き出た
エアナイフ上にピンを隔置したもの)。The blades (51, 52) act as emitters in generating the corona zone. As shown in all figures, the emitter, regardless of its type, is grounded. Combinations of emitter configurations may also be used (eg, spaced apart pins on protruding air knives).
棒(42,43)とエミッタ装置は当然、ダイ放出口(
41)の全長にわたって延在すべきである。The rods (42, 43) and the emitter device are naturally connected to the die outlet (
41).
静電要素の間隔
電極とエミッタの間隔は静電装置の性能上、重要なもの
となり得る。間隔の意義を、第3図及び第4図を参照し
ながら説明する。図中の文字は下記を表す。Electrostatic Element Spacing Electrode-to-emitter spacing can be important to the performance of an electrostatic device. The significance of the spacing will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. The characters in the figure represent the following.
(a)エミッタ・ピン垂直間隔
(b)エミッタ・ピン水平間隔
(c)エミッタ・ピン先端とダイ面の間隔(d)電極直
径
(h)電極水平間隔
(V)電極垂直間隔
ピン先端(45)の間隔(a)は繊維−空気流(40)
の流れを阻害しない限り、できるだけ近くするべきであ
る。間隔(c)は、コロナ帯を放出口(41)の近くに
局限するために、大きく、望ましくは(h)の0.2〜
0.6、最も望ましくは02〜0.4とすべきである。(a) Emitter pin vertical spacing (b) Emitter pin horizontal spacing (c) Emitter pin tip to die surface spacing (d) Electrode diameter (h) Electrode horizontal spacing (V) Electrode vertical spacing Pin tip (45) The spacing (a) is the fiber-air flow (40)
should be placed as close as possible without interfering with the flow of water. The distance (c) is large, preferably 0.2 to (h) in order to localize the corona zone near the discharge port (41).
It should be 0.6, most preferably 02-0.4.
ダイ放出口(41)の長手に沿って十分なコロナ帯が樹
立される限り、水平間隔(b)は重要に思われない。電
極の直径(d)はワイヤーに比べて大きいが、I繊維の
流れを阻害するほど大きくてはならない。間隔(V)及
び(h)は小さくCliMH−空気流(40)とダイ(
11)にそれぞれ近く)あるべきである。寸法(d)及
び(V)は流れ(40)内の繊維の流れを阻害しないよ
うに決めるべきである。寸法(h)は棒とダイのエアナ
イフとの間の電弧発生を避けるため、先端(45)とそ
の連合する棒の軸線との間の距離よりも大きくとるべき
である。The horizontal spacing (b) does not appear to be important as long as a sufficient corona zone is established along the length of the die outlet (41). The diameter (d) of the electrode should be large compared to the wire, but not so large as to impede I-fiber flow. The spacing (V) and (h) are small between the CliMH-airflow (40) and the die (
11) should be close to each other). Dimensions (d) and (V) should be determined so as not to impede the flow of fibers in stream (40). Dimension (h) should be greater than the distance between the tip (45) and its associated rod axis to avoid arcing between the rod and the air knife of the die.
本明細書で垂直又は水平と称する寸法は、ダイの向きに
対してのこと、と理解すべきである。垂直方向に向くダ
イでは、寸法(V)及び(h)はそれぞれ水平及び垂直
の寸法を表すであろう。本発明はダイの向きのいかんを
問わない。Dimensions referred to herein as vertical or horizontal should be understood with respect to the orientation of the die. For vertically oriented dies, dimensions (V) and (h) would represent the horizontal and vertical dimensions, respectively. The present invention does not care about the orientation of the die.
下記の寸法は広い範囲と望ましい範囲を表す。The dimensions below represent broad and desirable ranges.
寸法 広い範囲 望ましい範囲 最も望まし
い範囲ピン in in
+n(c) 0.25〜1.5 0.4
〜1.00.4〜07(v) 1.0〜5.0
1.5〜4.8 2.0〜3.0運 転
運転に際し、静電荷電装置をメルトブロー工程ラインに
据付ける。ラインはメルトブロー工程に使用し得る任意
の熱塑性樹脂を使用することができる。望ましい重合体
はポリプロピレンであるが、他の重合体も使用し得る。Dimensions Wide range Desired range Most desirable range Pin in in
+n(c) 0.25-1.5 0.4
~1.00.4~07(v) 1.0~5.0
1.5-4.8 2.0-3.0 Operation During operation, an electrostatic charging device is installed in the melt blowing process line. The line can be made of any thermoplastic that can be used in melt blowing processes. The preferred polymer is polypropylene, but other polymers may also be used.
例えば、低、及び高密度ポリエチレン、エチレン共重合
体(EVA共重合体を含む)、ナイロン、ポリアミド、
ポリエステル、ポリスチレン、ポリ−4−メチルペンテ
ン−1、ポリメチルメタクリレート、ポリトリフロロク
ロロエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリ
コン、及びこれらの混合物。For example, low and high density polyethylene, ethylene copolymers (including EVA copolymers), nylon, polyamide,
Polyester, polystyrene, poly-4-methylpentene-1, polymethyl methacrylate, polytrifluorochloroethylene, polyurethane, polycarbonate, silicone, and mixtures thereof.
メルトブロー工程ラインは10μ未満、代表的には1〜
5μの繊維を生産する。Melt blowing process lines are less than 10μ, typically 1~
Produces 5μ fibers.
ラインを始動し、いったん定常運転に達したら、静電荷
電装置を発動することができる。静電装置の性能を最適
化するために調整が必要かも知れない。Once the line has been started and steady state operation has been achieved, the electrostatic charge device can be activated. Adjustments may be necessary to optimize the performance of the electrostatic device.
実 験
不織布の製造中に不織布繊維に静電荷電する実験が実施
された。荷電電圧、電極極性、並びに静電荷電装置の間
隔及びサイズを含む幾つかの変数が変えられた。試験装
置、及び材料は下記のものを含んだ:
メルトブo−−ダイ:幅20in (51cm > 、
1 in(2,541)当り25個の0.015in
(0,38厘)オリフィス;押出温度450〜550下
(232〜288℃):重合体流量ニオリフイス1個当
り0.2〜0.8g/分。Experiment An experiment was conducted in which electrostatic charges were applied to nonwoven fibers during the production of nonwoven fabrics. Several variables were varied, including charging voltage, electrode polarity, and electrostatic charging device spacing and size. Test equipment and materials included: Melt-build o-die: 20 inches wide (>51 cm);
25 0.015in per 1in (2,541)
(0.38 liter) orifice; extrusion temperature below 450-550 (232-288°C): polymer flow rate 0.2-0.8 g/min per niorifice.
電極:金属棒又はワイヤー
ヒン:直径1/16in(1,59M) (鋼)樹脂
:ポリプロピレン(エクソン・ケミカル社市販のPP
3145 )
濾過効率測定:
下記の装置を用いた線通試験により静電荷電の効果が判
定された:
装置:リファインド・サージコス(Ref inedS
urgicos) FET装H(ポストン市、1985
年6月4〜6日、国際不織物・処理物協会(Inter
nationalionwovens and Dis
posable As5oc、)第13回技術シンポジ
ウム:L、C,ワズワース(Wadsvorth)著「
バクテリヤ濾過効率の迅速シミュレーションのための自
動化試験試験装置(^(JtOrRate(J 丁(!
St Appara−tus for Rapid S
imulation of Bacterial Fi
ltration Efficiency)Jに記載)
エアロゾル:蒸溜水噴霧中に0.8μのラテックス球の
10%懸濁
計数:光学式粒子カウンター
試料サイズ: 5 x 5 in (12,7x 12
.7CIR>不織布標本
計測器:キースリー・エレクトロメータ(にeithl
y Electrometer) モデル610C,2
,9in(7,41)金属円錐プローブ付き計測法2田
錐プローブは直径の大きい端を上にして垂直に取付けら
れた。プラスチックのスペーサを円錐の上に載せた。電
源に接続される金属板の正確な電圧を読取るのに必要な
スペーサの高さは予め決定された。試験された各市はプ
ラスチック・スペーサの上に置かれた。次に接地された
金属板を布の上に載せ、試験を行って表面電位を測定し
た。Electrode: Metal rod or wire hinge: 1/16 inch (1,59M) diameter (Steel) Resin: Polypropylene (PP commercially available from Exxon Chemical Company)
3145) Filtration efficiency measurement: The effect of electrostatic charge was determined by a wire test using the following equipment: Equipment: RefinedS
urgicos) FET system H (Poston City, 1985
June 4-6, 2018, International Nonwovens and Treated Materials Association (Inter
nationalionwovens anddis
Posable As5oc,) 13th Technical Symposium: L. C. Wadsworth (Wadsworth)
Automated test test equipment for rapid simulation of bacterial filtration efficiency (^(JtOrRate(J ding(!)
St Appara-tus for Rapid S
imulation of Bacterial Fi
ltration efficiency) J)
Aerosol: 10% suspension of 0.8μ latex spheres in distilled water spray Counting: Optical particle counter Sample size: 5 x 5 in (12,7 x 12
.. 7CIR>Nonwoven fabric sample measuring instrument: Keighley electrometer
y Electrometer) Model 610C, 2
, 9 in (7,41) Metal Conical Probe Measurement Method Two Ta conical probes were mounted vertically with the large diameter end up. A plastic spacer was placed on top of the cone. The height of the spacer required to read the correct voltage on the metal plate connected to the power source was predetermined. Each city tested was placed on a plastic spacer. A grounded metal plate was then placed on top of the cloth and tested to measure the surface potential.
試験手順:
不織布が異なる条件(例えば、電圧、極性及び間隔の変
更)の下で製造され、濾過効率と表面電位の試験がなさ
れた。多数の試験が行われた。第1表に示すデータは試
験の代表的なものである。Test Procedure: Nonwovens were produced under different conditions (eg, varying voltage, polarity and spacing) and tested for filtration efficiency and surface potential. A large number of tests were conducted. The data shown in Table 1 are representative of the study.
第■表は電荷無しで製作された布の比較の結果である。Table 2 shows the results of a comparison of fabrics made without charge.
実験は、IInの静電荷電が優れた濾過特性を有する帯
電m雑を生じたことを示す。実験はまた、最適な結果を
達成するために下記の変数が重要であることを示す。Experiments show that the electrostatic charging of IIn resulted in a charged molar mass with excellent filtration properties. Experiments also show that the following variables are important to achieve optimal results.
1 電極極性(十/+)
2 ^電圧(20〜25にV)
3 堅固な電極(少なくとも1/2in径ン (178
ワイヤー電極を用いた試験は接地の問題を起こした)。1 Electrode polarity (10/+) 2 Voltage (20 to 25 V) 3 Stiff electrode (at least 1/2 inch diameter (178
Tests using wire electrodes caused grounding problems).
4 流れ(40)のIINを阻害することなく、近い垂
直間隔(V)を有する堅固な電極
5 堅固で、鋭くとがったピン
フィルターとして用いる。帯電した、メルトブロー法に
よる不織布に関連して本発明を開示したけれども、様々
な用途に有用な帯電メルトブロー不織布を製造するのに
本発明を適用することができる。4 Rigid electrodes with close vertical spacing (V) without disturbing the IIN of the flow (40) 5 Used as a rigid, sharp pin filter. Although the invention has been disclosed in the context of electrically charged, meltblown nonwoven fabrics, the invention can be applied to making electrically charged meltblown nonwoven fabrics useful in a variety of applications.
第1図は、本発明の静電装置を備えたメルトブロー工程
ラインの主要要素を示す略式斜視図、第2図は、メルト
ブロー・ダイの**放出口との関係において突き出るエ
ミッタを図解するメルトブロー・ダイの断面図、
第3図は、本発明の望ましい静電荷電装置を示す概略断
面図、
第4図は、ダイ放出口との関連においてエミッタ・ピン
の水平間隔を示す第3図のダイの前面図、第5図は、ダ
イへのエミッタ・ピンの調整自在の取付けを示す拡大斜
視図、
第6図は、本発明に使用し得る、いま一つのエミッタを
示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the main elements of a meltblowing process line equipped with the electrostatic device of the present invention; FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the preferred electrostatic charge device of the present invention; FIG. 4 is a cross-sectional view of the die of FIG. 3 showing the horizontal spacing of the emitter pins in relation to the die outlet; The front view, FIG. 5, is an enlarged perspective view showing the adjustable attachment of the emitter pin to the die, and FIG. 6 is a schematic perspective view showing another emitter that may be used with the present invention.
Claims (1)
めのメルトブロー装置であつて: (a)ダイ先端に複数のオリフィスが形成された長いダ
イ、 (b)複数の横並びの繊雑を形成するように前記ダイ先
端のオリフィスを通して溶融した熱塑性樹脂を押出す装
置、 (c)繊維−空気流を形成するように、前記ダイ先端の
オリフィスから押出された繊維上に、収斂する空気流を
吹付ける装置、 (d)前記ダイ先端のオリフィスの出口から隔置された
1対の長い、水平な電極において、一方の電極は前記繊
維−空気流の上方に、他方の電極は前記繊維−空気流の
下方にある電極、 (e)前記ダイに結合されてダイから外方に突き出る1
対のエミツタ装置であって、一方のエミツタ装置は前記
ダイ先端の上方に、他方のエミッタ装置は前記ダイ先端
の下方に配置され、各々が前記ダイ先端オリフィスの出
口の直近にある外方端を有しているエミッタ装置、 (f)前記電極と前記エミッタ装置の間に静電界を樹立
するために、前記電極に高電圧をかける装置; を含むメルトブロー装置。 2 前記ダイ先端オリフィスに沿いその上方に隔置され
て前記ダイに結合される第1の列のピンと、前記ダイ先
端オリフィスに沿いその下方に隔置されて前記ダイに結
合される第2の列のピンと、を前記各エミツタ装置が含
む、請求項1記載の装置。 3 前記ピンの外方端は尖つており、前記第1の列のピ
ンの前記外方端は前記第2の列のピンの前記外方端から
垂直方向に1/4〜1in(6.35〜25.4mm)
隔置される、請求項2記載の装置。 4 前記電極は、直径が1/16〜2in(1.6〜5
0.8mm)で垂直方向に1.0〜5.0in(2.5
4〜12.8cm)隔置される棒である、請求項1記載
の装置。 5 長いダイ出口から繊維と空気の流れが放出されるメ
ルトブロー装置において、前記流れの中の前記繊維に荷
電するための装置であって: (a)前記ダイ出口の上方にてダイに固定され、前記ダ
イから外方に延在し、先端がダイ・オリフィスの向く方
向の上方で終わる、第1の列の導電性ピン、 (b)前記ダイ出口の下方にて前記ダイに固定され、前
記ダイから外方に延在し、先端がダイ・オリフィスの向
く方向より下方で終わる、第2の列のピン、 (c)前記ダイの向きの方向に前記ダイから水平に隔置
され、前記ダイの向く方向の上方に配置される、第1の
電極、 (d)前記ダイの向く方向に前記ダイから水平に隔置さ
れ、前記ダイの向く方向の下方に配置され、繊維の流れ
を阻害しないような垂直方向の間隔を前記第1の電極と
の間に有する、第2の電極、 (e)前記ピンと前記電極との間に電界を、また前記ピ
ン先端にコロナ帯を、それぞれ発生するように、前記各
電極に持続される電源: を含む装置。 6 前記電極は前記ダイから水平方向に等距離に隔置さ
れ、各電極の直径は1/8〜11/2in(3.2〜3
8.2mm)、電圧は15〜25KVで、各電極が正の
極性を有している、請求項10記載の装置。 7 メルトブローされた繊維の帯電した布を形成する方
法であつて: (a)メルトブロー・ダイの出口から熱塑性繊維−空気
流を放出すること、 (b)空気流の上方及び下方にある電極と、前記ダイ出
口の上方及び下方に配置され前記ダイ出口から水平方向
に隔置され前記電極よりも前記ダイ出口に近い、接地さ
れたエミッタと、の間に電解を樹立して前記エミッタに
てコロナ帯を発生すること、 (c)前記コロナ帯に前記繊維−空気流を通すこと; とを含む方法。 8 前記エミッタは前記ダイ出口から水平方向に1in
(2.54cm)以内に配置される。請求項13記載の
方法。 9 前記電極は前記ダイから、また前記繊維−空気流か
ら共に等距離に隔置され、前記ダイ出口からの前記電極
の水平間隔は1in(2.54cm)以上、かつ3in
(7.62cm)以下であり、前記ダイ出口からの前記
エミッタの水平間隔は、前記電極の水平間隔の0.2〜
0.6である、請求項13記載の方法。 10 前記各電極に性の極性の15〜25KVの電圧を
かれることによって前記電界が樹立される、請求項13
記載の方法。[Scope of Claims] 1. A melt blowing apparatus for producing melt blown and electrostatically charged cloth, comprising: (a) a long die with a plurality of orifices formed at the tip of the die; (b) a plurality of horizontally arranged (c) a device for extruding a molten thermoplastic resin through an orifice in the die tip to form a fibril; (d) a pair of long, horizontal electrodes spaced from the outlet of the orifice of said die tip, one electrode above said fiber-air flow and the other electrode above said fiber-air flow; Fiber - an electrode below the air flow; (e) 1 coupled to and projecting outwardly from said die;
a pair of emitter devices, one emitter device disposed above the die tip and the other emitter device below the die tip, each emitter device having an outer end proximate the exit of the die tip orifice; (f) a device for applying a high voltage to the electrode to establish an electrostatic field between the electrode and the emitter device. 2 a first row of pins spaced along and above the die tip orifice and coupled to the die; and a second row spaced along and below the die tip orifice coupled to the die. 2. The apparatus of claim 1, wherein each emitter device includes a pin. 3. The outer ends of the pins are pointed, and the outer ends of the first row of pins are within 1/4 to 1 inch (6.35 cm) vertically from the outer ends of the second row of pins. ~25.4mm)
3. The apparatus of claim 2, wherein the apparatus is spaced apart. 4 The electrode has a diameter of 1/16 to 2 inches (1.6 to 5
0.8 mm) and 1.0 to 5.0 inches (2.5
2. The device of claim 1, wherein the rods are spaced apart from each other by 4 to 12.8 cm. 5. In a meltblowing apparatus in which a stream of fibers and air is discharged from a long die outlet, a device for charging the fibers in the stream: (a) fixed to the die above the die outlet; (b) a first row of conductive pins extending outwardly from the die and terminating above the direction of the die orifice; (b) fixed to the die below the die exit; (c) a second row of pins extending outwardly from and terminating below the orientation of the die orifice; (c) horizontally spaced from the die in the orientation of the die; (d) a first electrode disposed above the facing direction of the die; (d) horizontally spaced from the die in the facing direction of the die and disposed below the facing direction of the die so as not to impede the flow of the fibers; (e) generating an electric field between the pin and the electrode and a corona band at the tip of the pin; , a power supply sustained to each of the electrodes. 6 the electrodes are spaced horizontally equidistant from the die, each electrode having a diameter of 1/8 to 11/2 inches (3.2 to 3 inches);
8.2 mm), the voltage is 15-25 KV, and each electrode has positive polarity. 7. A method of forming a charged cloth of meltblown fibers comprising: (a) discharging a thermoplastic fiber-air stream from the exit of a meltblowing die; (b) electrodes above and below the air stream; An electrolytic force is established between grounded emitters arranged above and below the die exit, horizontally spaced apart from the die exit, and closer to the die exit than the electrodes, to create a corona zone at the emitter. (c) passing the fiber-air stream through the corona zone. 8 The emitter is 1 inch horizontally from the die exit.
(2.54cm). 14. The method according to claim 13. 9 the electrodes are equidistantly spaced both from the die and from the fiber-air stream, and the horizontal spacing of the electrodes from the die exit is greater than or equal to 1 inch and 3 inches;
(7.62 cm) or less, and the horizontal spacing of the emitter from the die exit is 0.2 to 0.2 of the horizontal spacing of the electrodes.
14. The method of claim 13, wherein the 10. The electric field is established by applying a voltage of 15 to 25 KV of polarity to each of the electrodes.
Method described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2045327A JPH03249252A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Device and method for melt blowing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2045327A JPH03249252A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Device and method for melt blowing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03249252A true JPH03249252A (en) | 1991-11-07 |
Family
ID=12716219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2045327A Pending JPH03249252A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Device and method for melt blowing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03249252A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008525670A (en) * | 2004-12-27 | 2008-07-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | Electric blowing web forming method |
| JP2012036522A (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Panasonic Corp | Apparatus and method for producing nanofiber |
| JP2012046854A (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Panasonic Corp | Apparatus and method for producing nanofiber |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2045327A patent/JPH03249252A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008525670A (en) * | 2004-12-27 | 2008-07-17 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | Electric blowing web forming method |
| US8808608B2 (en) | 2004-12-27 | 2014-08-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | Electroblowing web formation process |
| JP2012036522A (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Panasonic Corp | Apparatus and method for producing nanofiber |
| JP2012046854A (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Panasonic Corp | Apparatus and method for producing nanofiber |
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