JPH0434059A

JPH0434059A - 無電界不織布成形法

Info

Publication number: JPH0434059A
Application number: JP2139718A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yonehara; 隆米原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-05
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0670300B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、合成樹脂を原料とし、押出し機のダイから
、未だ溶融状態の繊維状（糸状）の合成樹脂を押し出し
てアトランダムに積層して成形する、不織布の成形方法
に関するものである。

（従来の技術）従来この種の不織布の成形は、合成樹脂の原料を押出し
機に入れて混合、溶融し、押出し機のダイから、未だ溶
融状態の繊維状（糸状）の樹脂を、紡糸チャンバー内に
押出し、エアーによって上記繊維状の合成樹脂を冷却す
ると同時に当該紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコ
ンベアーの外方から上記繊維状の合成樹脂を吸引し、当
該紡糸チャンバーに設けたオリフィスにより上記繊維状
の合成樹脂を加速させて上記コンベアー上に分散させて
載せ、コンベアーを移動させながら上記繊維どおしを圧
縮し部分的に固定して不織布を成形している。この固定
としては部分融着によるもの、接着剤によるもの等があ
る。

この成形法においてポリエチレン、ポリプロピレン等の
合成樹脂から成る繊維状物を高速で押し出すと、離型時
には約百万■の静電気が発生し、金型周辺に放電を繰り
返し、延伸時にはこれが約３万Ｖ位に安定して移動する
。従ってこれらの帯電した繊維を並べて不織布を作る場
合、静電気力が強力なため吸引、反発が非常に大きく、
これによって所定の均一化が得られない。すなわち、不
織布に繊維の積層のむらができる。

この不織布の繊維の太さが細くなれば成るほど、即ち繊
維の質量に比べて静電気力が大きくなると静電気の影響
は大きい。従って繊維径が数十ミクロン以下になると急
激に増加してくる。実際つくられている不織布の繊維径
は５０μ〜１０μ位のところが多い。従って帯電しやす
く、静電気の影響は大きい。

そこで従来押し出された繊維に高圧放電をして帯電させ
、その反発力を利用してその繊維の均一化を図っていた
。これはイオナイザー等により８０００〜５００００ボ
ルトの交流を印加し、交番の放電を行い、これをエアー
で移送し繊維に当てていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら交番の放電であるため、せっかく発生した
電荷が打ち消しあってしまい、放電の到達距離は数ミリ
程度しがとどかない。そしてこれをエアーで移送するた
め方向が不確定であり、また種類別によるイオンの量が
分からない。しかも追従できるスピードは一分間当たり
３〜９ｍ／分といわれている。この不織布の生産段階で
は、厚さにもよるが通常２００〜７００ｍ／分のスピー
ドで紡糸されている。この結果この高圧放電による電荷
の影響をほとんど受けていない。

そのため不均一な不織布となってしまう。一般的に使用
されている不織布は５０ｇ／ｍ前後のものが用いられて
いるが、この方法でも濃淡部の比較をすると、重量比で
／対３位の差が生じている。

また従来のエアーのみの冷却の場合は高温の溶融した繊
維に当たることによって紡糸チャンバー内の周囲の温度
が上昇し、より乾いた空気になってしまう。このため静
電気の発生を増進させる。

また空気は熱伝導率が低いために乾いた空気では冷却効
果がますます落ちてくるので多量のエアーが必要となる
。

そこでこの発明は、繊維の分散状態を自由にコントロー
ルできる不織布の成形方法を提供することにより上記課
題を解決せんとするものである。

（課題を解決するための手段）この発明は、合成樹脂の原料を溶融し、押出し機のダイ
から、未だ溶融状態の繊維状の合成樹脂を、紡糸チャン
バー内に押出し乃至は吹き付け、エアーによって冷却す
ると同時に紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコンベ
アーの外方から上記繊維状の合成樹脂を吸引し、上記繊
維状の合成樹脂を上記コンベアー上に分散させて載せ、
コンベアーを移動させながら上記繊維どおしを圧縮、固
定して不織布を成形する方法において、上記紡糸チャン
バー内に送りこむ冷却用エアーに、水から成るエアロゾ
ルを多数含ませた無電界不織布成形法である。

また上記方法において、上記紡糸チャンバー内に送りこ
む冷却用エアーに、帯電防止剤を混合した水溶液又は水
分散液から成るエアロゾル髪多数含ませることもある。

また上記方法において、上記紡糸チャンバー内に送りこ
む冷却用エアーに、接着剤を混合した水溶液又は水分散
液から成るエアロゾルを多数含ませることもある。

さらに上記方法において、上記紡糸チャンバー内に送り
こむ冷却用エアーに、接着剤及び顔料等の着色剤及び／
又はその他の化学剤を混合した水溶液又は水分散液から
成るエアロゾルを多数含ませることもある。ここでいう
化学剤とは、界面活性剤、柔軟剤、帯電防止剤、滑材、
防かび剤、殺菌剤、セラミック、カーボン等の金属繊維
又は金属乃至は鉱物粉末等から成る殺菌剤等、その他適
宜のものが含まれる。

また上記エアロゾルを成す水溶液又は水分散液にはアル
コール等の溶剤を含む場合がある。

（作　用）水から成るエアロゾルを多数含んだ冷却用エアーを紡糸
チャンバー内に吹き付けると、上記水の各エアロゾルが
イオン化し、紡糸チャンバー内の溶融状態の繊維状の合
成樹脂に当たり、当該合成樹脂表面に帯電した静電気が
消去される。さらにこの水のイオンが合成樹脂に当たる
と、イオンが気化し、この気化熱により合成樹脂が冷却
される。

この様にして紡糸チャンバー内は無電界の状態になる。

上記空気とエアロゾルの気化熱の差はエアロゾル中の水
分量に比例する。また成形速度に対してはエアロゾルの
粒子径を変えることによってそのスピードにマツチした
冷却効果を出すことができる。

このため繊維状の合成樹脂は、静電気の影響を全く受け
ずに紡糸チャンバー内を移動でき、繊維どうしの干渉が
起こらずに搬送風にのせることができる。従ってこの搬
送風をコントロールすることによって繊維をコンベアー
ベルト上に均一に並べることができる。また逆に搬送風
の送り方をコントロールすることによって繊維の積層、
分散による模様をつくることができる。

またエアロゾルを構成する水に帯電防止剤を混合したも
のは、紡糸チャンバー内を通過した繊維状の合成樹脂に
エアロゾルが付着し、水分が気化した際帯電防止剤が繊
維状物に残金として付着する。

またエアロゾルを構成する水に接着剤を混合したもの、
及びこれに加えて着色剤及び／又はその他の化学剤を混
ぜたものも、エアロゾルが繊維状の合成樹脂に付着し、
水分が気化した際、これらのものが当該繊維状物に残渣
として付着する。

（実施例）以下この発明の実施例を図について説明する。

まずこの発明に使用する装置について説明すると、押出
し機のダイ１を上端に接続して垂下させた紡糸チャンバ
ー２を設け、この紡糸チャンバー２の上部外周には冷却
用環体３を設け、この冷却用環体３内の紡糸チャンバー
２の外周壁には適宜数のエアー送風孔４が穿っである。

またこの紡糸チャンバー２の下部はその径を小さくした
オリフィス５を設けている。この紡糸チャンバー２の下
端開口部２ａにその一側が対向するように網状のコンベ
アーベルト６が設けられている。またこのコンベアーベ
ルト６を挾んで上記下端開口部２ａに対向して吸引ブロ
アー７を設けたものである。

次にこの装置を用いてこの発明の詳細な説明すると、押
出し機のダイ１から繊維状の合成栃脂８を押し呂す。こ
の繊維状の合成樹脂８は未だ溶融状態であり、紡糸チャ
ンバー２内に押し出される。

一方線水から成る多数のエアロゾル（粒径約１０μ前後
）をつくり、これを冷却用エアーに混ぜ、冷却用環体３
に入れ、エアー送風口４から紡糸チャンバー２内に吹き
付け、紡糸チャンバー２内にエアロゾルを充満させる。

このエアロゾルはエアー１２当たり０．１ｇ〜２ｇの濃
度である。これらのエアロゾルは、上記吹き付けによっ
てイオン化して未だ溶融状態の繊維状の合成樹脂８に接
触し、この合成樹脂８に帯電した静電気を除去するとと
もにこの合成樹脂８に接触すると同時に気化し、この気
化熱によって合成樹脂８を冷却する。また上記結糸チャ
ンバー２内に充満したエアロゾルによって紡糸チャンバ
ー２内は無電界状態になる。

上記エアロゾルは約１０μ前後の粒径に揃えているため
未だ溶融状態の繊維状の合成樹脂８にこれが付着しても
局部的な冷却が起こらない（この繊維に衝突の際に、繊
維の径より小さい粒径のエアロゾルが必要である）。こ
の場合繊維を取り巻く空気の膜（二層流）がエアロゾル
の繊維への直撃を防ぎ、また溶融状態の繊維からの熱エ
ネルギーによってエアロゾルは気化し、上記膜の内に拡
散し。

吸熱と同時に薄膜を形成する。この膜は不連続の場合は
セル上になり、静電気的又は表面改質上から種々の効果
が期待できる。

またこの押し出された繊維状の合成樹脂８はさらに上記
吸引ブロアー７により吸引され、下方へ伸び、上記オリ
フィス５でさらに加速されて網状のコンベアーベルト６
上に落下する。このオリフィス５から繊維状の合成樹脂
８が開放されたときニ残部のエアロゾルの気化が促進さ
れて冷却効果を再度高めることができる。

この様に繊維状の合成樹脂８が欣々とコンベアーベルト
６上に落下し、適宜に分散、積層され、このコンベアー
ベルト６が移動するためコンベアーベルト６上に布状の
ものが形成される。そしてこの一部を融着するか又は接
着剤により固定し、不織布が形成される。この際紡糸チ
ャンバー２内で繊維状の合成樹脂８は除電されており、
従ってコンベアーベルト６上に落下した繊維状の合成樹
脂８は帯電による反発、吸引がなく、均一に分散、積層
する。

なお上記実施例では純水としたが、これに限らず、抵抗
値１０４〜１０１２Ωの水でもよい。また上記エアロゾ
ルは粒径を約１０μ前後としたが、これに限らず約０．
１〜８０μ位のものでもよい。

またこの実施例に代えて上記水のなかに帯電防止剤を含
有させ、エアロゾル粒子中の帯電防止剤の含有量を６％
前後にし、このエアロゾルを０．５ｇＩＱ以上吹き付け
る。この場合結糸チャンバー２内を無電界状態にすると
ともに形成された不織布内に帯電防止剤が分散し、帯電
防止効果を有する不織布ができる。この帯電防止剤には
界面活性剤、電荷移動錯体等がある。

さらに上記実施例に代えて、上記水の中に分散剤等の接
着剤を入れると、押し出された繊維状の合成樹脂８がコ
ンベアーベルト６上に分散、積層され、これらが相互に
接着されて不織布が形成される。

またさらにこの接着剤（バインダー）に、顔料等の着色
剤を混ぜたり、金属、セラミックス等の鉱物の粉末や上
記帯電防止剤等の表面改質剤、その他の化学剤を混ぜる
と、これらの着色剤により所望の色の付いた不織布や、
表面や内部の改質された不織布を形成することができる
。

（発明の効果）この発明は以上の構成であり、紡糸チャンバー内を無電
界の状態にし、この中を高速で繊維が通過しても静電気
を完全に除去することができる。

これにより電荷の影響を全く受けずに移動できるために
繊維どうしの干渉が起こらず、繊維を搬送風に載せるこ
とができる。それ故搬送風のコントロールによって、繊
維を容易に均一に並べることができる。また逆に搬送風
の送り方によって、不織布の繊維を部分的に厚く積層し
たり、薄くしたりして、目的にあった模様を容易につく
ることができる。

この発明の無電界チャンバーによる除電は繊維径が微細
になればなる程、また製造スピードが速くなればなる程
効果を発揮することができる。このため今まで不可能で
あった極細繊維による均一な不織布の製造が可能になっ
た。従来の方法であると、１ボ当たり１５ｇの不織布が
限界であり、この場合でもむらが大きく、重量比でいく
と１０対／位まで拡大される。しかしながらこの発明の
方法で製造すると、５　ｇ／ｒｒ？のものまで可能であ
る。

またこの様な繊維密度の低い、均一な不織布は、他の基
材との組合せによって繊維の特徴を活かした新しい複合
材料の製造を可能にした。

また上述の如く押し出された繊維状の合成樹脂を除電す
ることによって、微細な繊維屑や添加剤等の付着物の除
去ができ、よりクリーンな不織布を製造することができ
る。

さらに水から成るエアロゾルは押し比された未だ溶融状
態の繊維状の合成樹脂にも付着するため、この付着によ
って静電気が消去されると同時にエアロゾルは気化し、
この気化による吸熱効果が高く、溶融繊維の冷却効果が
高くなるので、樹脂材料の結晶化の調整もし易く、より
高速化が可能となる。また少ない空気量で従来の成形ス
ピードが保持でき、このため空気流のコントロールがし
易くなる。またエアー量に比例しての汚れが減少する。

また上記エアロゾルを形成する水の中に帯電防止剤を混
ぜたものは、成形された不織布に帯電防止効果が付与さ
れ、静電気の再発生を防止することができる。

また上記エアロゾルを、水の中に接着剤を混合したもの
から形成した場合は、押し出された繊維状の合成樹脂が
コンベアーベルト上に分散、積層されると、これらが相
互に接着されて不織布が形成され、従来の如く、繊維状
物を分散、積層抜法の工程で接着剤を一部に付着させた
り、一部を溶融させる必要がなく、不織布の製造上省力
化が図れる。

さらにこの接着剤に顔料等の着色剤やその他の化学剤を
混ぜる製造法の場合は、これらの着色剤により所望の色
の付いた不織布や改質された不織布を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発明に使用
する装置の概略構成図である。なお図中１は押出し機のダイ、２は紡糸チャンバー、３
は冷却用管体、４はエアー送風孔、５はオリフィス、６
はコンベアーベルト、７は吸引ブロアー、８は繊維状の
合成樹脂である。第１図特許出願入来　　原　　隆代　　理　　人弁理士　藤沢正則代理人弁理士藤沢則昭代理人　弁理士金本哲男

Claims

【特許請求の範囲】

（１）合成樹脂の原料を溶融し、押出し機のダイから、
未だ溶融状態の繊維状の合成樹脂を、紡糸チャンバー内
に押出し乃至は吹き出し、エアーによって冷却すると同
時に紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコンベアーの
外方から上記繊維状の合成樹脂を吸引し、上記織維状の
合成樹脂を上記コンベアー上に分散させて載せ、コンベ
アーを移動させながら上記繊維状の合成樹脂どおしを圧
縮、固定して不織布を成形する方法において、上記妨糸
チャンバー内に送りこむ冷却用エアーに、水から成るエ
アロゾルを多数含ませることを特徴とする、無電界不織
布成形法。
（２）合成樹脂の原料を溶融し、押出し機のダイから、
未だ溶融状態の織維状の合成樹脂を、紡糸チャンバー内
に押出し乃至は吹き出し、エアーによって冷却すると同
時に紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコンベアーの
外方から上記織維状の合成樹脂を吸引し、上記織維状の
合成樹脂を上記コンベアー上に分散させて載せ、コンベ
アーを移動させながら上記織維状の合成樹脂どおしを圧
縮、固定して不織布を成形する方法において、上記妨糸
チャンバー内に送りこむ冷却用エアーに、帯電防止剤を
混合した水溶液又は水分散液から成るエアロゾルを多数
含ませることを特徴とする、無電界不織布成形法。
（３）合成樹脂の原料を溶融し、押出し機のダイから、
未だ溶融状態の繊維状の合成樹脂を、紡糸チャンバー内
に押出し乃至は吹き出し、エアーによって冷却すると同
時に紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコンベアーの
外方から上記繊維状の合成樹脂を吸引し、上記繊維状の
合成樹脂を上記コンベアー上に分散させて載せ、コンベ
アーを移動させながら上記繊維どおしを圧縮、固定して
不織布を成形する方法において、上記妨糸チャンバー内
に送りこむ冷却用エアーに、接着剤を混合した水溶液又
は水分散液から成るエアロゾルを多数含ませることを特
徴とする、無電界不織布成形法。
（４）合成樹脂の原料を溶融し、押出し機のダイから、
未だ溶融状態の織維状の合成樹脂を、紡糸チャンバー内
に押出し乃至は吹き出し、エアーによって冷却すると同
時に紡糸チャンバーの他端に設けた網状のコンベアーの
外方から上記繊維状の合成樹脂を吸引し、上記織維状の
合成樹脂を上記コンベアー上に分散させて載せ、コンベ
アーを移動させながら上記繊維どおしを圧縮、固定して
不織布を成形する方法において、上記妨糸チャンバー内
に送りこむ冷却用エアーに、接着剤及び顔料等の着色剤
及び／又はその他の化学剤を混合した水溶液又は水分散
液から成るエアロゾルを多数含ませることを特徴とする
、無電界不織布成形法。