JPS5841960A - 不織布の製造法 - Google Patents

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】 本発明は、熱可履性ポリマーからなる長繊維不織布の製
造法に関するものであシ、さらに詳しくは、熱可履性ポ
リｉ−を溶融紡糸し、ロールにて一定倍率にて延伸した
のち、スリット型エアーサッカー中に通して開繊、堆積
させる不織布の製造方法に関するものでアシ、その目的
とするところは、従来のエアーサッカーのみで翠引する
長繊維不織布の製造法にかわシ、回転速度の異なる複数
のロール群の間で延伸し、スリン）Ｗエアーサッカーは
単にウェブに開繊させる機能にとどめることによシ、圧
気の使用量を極端に減少させた、用役コストの安く、か
つ糸を延伸するため高強力を狙った、また不織布の幅を
自由に変えることができる不織布の製造法を提供するこ
と！ある。

従来、熱可塑性ポリマーを溶融紡糸し、エアーサッカー
を用いて牽引、細化ならびに開繊、堆積して長繊維から
なるウェブを形成することは公知である。

この方法は一般にスパンボンド法と呼ばれ、用いる熱可
塑性ポリマーとして杜、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リオレフィンなどであル、すでに企業化されているもの
４多−。スパンボンド法に関する代表的特許としては、
特公昭３７−４９９３号が知られておシ、これはエアー
サッカーあるいは回転ロールによシ高速牽引し、コロナ
放電により糸条に静電荷を与えて開繊すると共に、ネッ
トコンベアの横方向にエアーサッカーあるいは回転ロー
ルを並べて広幅の不織布を製造するものである。

エアーサッカー牽引方式では、圧縮流体として圧縮空気
を用い、１〜９　ｋｇ／ｄｌ　Ｇの比較的低圧の本のが
使用されていると思われる。糸条の牽引速度は、通常単
糸のデニールと紡糸口金の吐出孔当りの吐出量から計算
されるが、一般には生産性から考えてＳｋｍ１分以上が
多い。特にポリエチレンテレフタレートを素材として、
熱圧着にて不織布を製造する場合には、熱圧着の際の熱
収縮を押えるために、糸速計算値として５ｋｍ１分以上
の高速が必要とされている。糸速を大きくする手段とし
て、通常、エアーサッカーと紡糸口金との距離を短かく
する、紡糸温度を上げる、圧気圧を上げる、エアーサッ
カー当ルのフィツメント数を少なくする等の手段がある
が、通常、生産性を保ちポリマー〇熱劣化を防ぐ意味か
らも圧気圧を上げるのが好ましい。このためエアーサッ
カー牽引によるスパンボンド法では、製品原価に占める
圧気の使用量、特に用役費として計算される圧気製造の
ための電力費が大きく、今後のエネルギー費の高騰を考
えると、圧気の使用量の少ない省エネプロセスを必要と
している。

これに対し、エアーサッカーと紡糸口金との間に回転ロ
ールを用い、延伸した糸条をエアーサッカーに通して開
繊する技術も公知である。例えば特公昭４２−２５９９
８号には、ネットコンベアの幅方向に並んだ複数個の紡
糸、延伸ロール群に糸掛けし、紡糸、延伸ロールに対応
し九開繊用エアーサッカーを用いてウェブ化するもので
あり、すでに５ｍ以上の広幅の不織布が生産されている
。

このような複数個の紡糸、延伸ロールを用いる方式（以
下「個別ロール牽引方式」という）では、９ニブの幅方
向（直角方向に開繊用エアーサッカーが並ぶ場合もアシ
、直角以外の角度をもって並ぶ場合もある）に多数のエ
アーサッカーが並ぶのが普通であり、エアーサッカーの
位置は延伸用ロールに対応しているため、その位置は不
変である。

したがって、従来の不織布製造技術は、エアーサッカー
牽引あるいは個別ロール牽引方式を問わず、不織布の製
造できる幅は、そのプロセスの生産可能な幅と同一であ
り、幅を意識的に変えることはできない。スパンボンド
不織布は現在かなり広範囲に用いられて訃シ、当初の少
品種大量生産方式から、よ多用途に合致した多品糧生産
方式に変化してきておシ、それに伴ない、必要とする不
織布の幅、長さが各種木められるのが実情である。

長さに関しては、通常祉巻返し機等で対処するため問題
はないが、幅に関しては、従来はスリッター等で広幅の
不織布から幅方向にカットして巻返すことによシ対処し
ていたのが実情である。このことは、近来の不織布の用
途拡大に伴ない幅を各種生産する盛装性に対応し、従来
技術で幅をカットする方法の残りのカットされた部分に
商品価値を見い出し、同じように販売されるかという問
題である。

例えば幅３ｍの不織布を生産できる製造機を考えて見る
と、従来技術においては、幅２．５ｍの不織布を効率よ
く生産することは困難である。なぜならば、従来技術で
は、エアーサッカーあるいは回転ロールはネットコンベ
アの幅方向一杯に拡がっておシ、幅を狭くすることは幅
方向の一部を使用せず、止めて生産性を落すことを意味
する。生産性を落すことはコストアップにつ々がシ、好
ましくないのは当然である。

従来、幅の広い不織布から必要な幅だけカットされた不
織布の残りの部分は、市販できない場合（あるいは用途
がない場合）にはウェストとじて捨てるか、原料のモノ
マーとしであるいは造粒してチップとして回収するしか
方法がなく、製品として販売する場合と比較するとムダ
であることには間違いない。

本発明は、このような広幅の不織布の製造プロセス、特
に幅を自由に変更できる不織布の製造プロセスに関する
ものである。すなわち、本発明は、熱可履性ポリマーを
溶融紡糸〜ロール延伸フェアーサッカー開繊する不織布
の製造方法であって、開繊工程はスリン）Ｉｔエアーサ
ッカーを用い、延伸工程として開繊用エアーサッカーよ
りもロール幅の狭いそれぞれ２本以上のロール群からな
る第１０−ル群、第２０−ル群あるいは必要に応じ第３
０−ル群の間で延伸を実施し、スリット型エアーサッカ
ーと延伸ロールとの間に糸条規制装置と共にコロナ放電
装置を投砂、拡幅規制すると共に糸条を帯電させ、糸条
規制装置を自由可動させることにより、幅を自由に変え
ることができる不織布の製造方法である。

エアーサッカーとしてスリット型を用いるスパンボンド
法はすでに公知であるが、それ単独では幅を自由に変更
することはできない。本発明の如くロール延伸装置とコ
ロナ放電装置と組合わせ、かつ糸条規制装置を自由可動
にすることによシ幅を自由に変化させることが可能とな
る。

本発明による熱可皇性ポリマーには、一般のポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、する
いはイノ７タル酸、アジピン酸等を含有した共重合ポリ
エステル類、ナイロン６゜１２．６４，６１０．あるい
はそれらの共重合あるいはブレンドポリマーからなるポ
リアミド類、ポリエチレ／、ポリプロピレン等からなる
ポリオレフィン等、一般に溶融紡糸〜延伸可能なもので
あれば何でもよい。この場合、艶消剤、熱安定剤、ある
いは原着を目的とした着色剤、塩化リチウム等の無機塩
、金属の微粉末、カーボンブラック等を含有させてもさ
しつかえない。

本発明に用いるエアーサッカーは、幅の広いスリット型
エアーサッカーである。個別の円型の小型エアーサッカ
ーを多数並べる方法では、エアーサッカー間の筋斑（目
付の薄い部分）を解消することができなかった。この場
合、エアーサッカーの配置はネットコンベアの進行方向
と直角方向である。エアーサッカー（スリット型あるい
は円型小屋エアーサッカーを多数個）をネットコンベア
と直角以外の角度で並べる方法社、ネットコンベアのサ
イズが大きくなる外、一定の幅を有する不織布を製造す
るのに延伸ロール、エアーサッカーの個数が多くなシ、
設備費が高騰するため実用的でない。本発明では、スリ
ット型エアーサッカーをネットーンペアの進行方向正直
角方向に交叉して設置するのが好ましいが、斜めに配置
してもかまわない。

代表的なスリット型エアーサッカーを第１図に示す。第
１図の（１１は導糸孔で、本発明の場合、この導糸孔が
矩形状（長方形状）であって、スリットに比較して横幅
が非常に大きい。通常、この横幅は不織布の製造設備の
うち最大の横幅に合わせて設定する。この導糸孔は横幅
全体にわたって仕切り、壁に類する隔壁は何４なく素通
しとなっている。通常、このスリット幅は数ミリメート
ルである。（２；はエアー導入部であり、導糸孔の両側
に配置させるが、片側だけであってもよい。（３）はエ
アータンクであ）、エアー導入部から横幅方向にわたっ
て均一にエアーを噴出させるためのバッファータンクの
役割をはたす。エアー導入部のギヤツブ祉、通常１　ｍ
１ｍ以下であって、横幅方向に仕切り壁の類祉ない方が
好ましい。スリット型エアーサッカーの場合、エアー導
入部（２；の部分がポイントであり、この部分の寸法均
一性がエアーの噴出速度め幅方向への均一性を決めるた
め、精密に加工する必要がある。スリット型エアーサッ
カーを通常のスパンボンド法、すなわちエアーサッカー
牽引方式でれ、溶融紡糸した多数の糸条を直接エアーサ
ッカーで引取シ、かつ糸速を上げるために、紡糸ロ金〜
エアーサッカー導糸孔までの距離を糸条の単糸間の融着
のない程度まで短縮するのが通常であプ、必然的にエア
編サッカーに導糸する糸条の持つ熱のために、エアーサ
ッカ一本体に歪みを生ずる可能性が多シ、これは横幅の
大きいほど影響は大きい。本発明によれば、開繊用スリ
ット型エアーサッカーには紡糸、延伸後のかな）糸温度
の低い糸条を導糸するため、エアーサッカーの熱による
歪みを考慮する必要がなく、当初の精度を維持できるた
め、ウェブの分散斑が発生しにくい。なお、第１図にお
いて、（４ｎｔｉエアーチヤンネルである。

延伸工程は開繊エアーサッカーの幅よ〕狭いロール群の
間で行なう０本発明の代表的な工程を第２図に示す。（
５）はチップホッパー、（６）は押出機、（７）はスピ
ンヘッド、（８）は紡糸した糸条、（９）は延伸用第１
０−ル群、ａｅｒｔ熱セット用の加熱装置、ａυは第２
０−ル群である。多段延伸を実施する場合には、第２０
−ル群αυのあとに第３０−ルまたはそれ以上のロール
群を設け、２段延伸または多段延伸とすることができる
。ここで用いるロール群は、トウ延伸またはモノフィラ
メントに用いる幅広の５本または７本のロール群が好ま
しく、必要に応じ、引取シあるいは送シ出しのロール゛
を設ける。溶融紡糸した糸条は、５本あるいは７本のロ
ール群上で保持され、一本のロール上にラップさせない
のが、後の開繊工程のために好ましい。延伸用ロールに
はいる時点で、後の糸条規制装置に対応した糸条群に分
割して延伸した方が好ましい。

延伸用ロール群は必要に応じヒーターを内蔵してもよい
。加熱装置（１１ｍは通常のホットプレートでよい。Ｑ
りはスリット型サッカー、Ｉはネットコンベア、（Ｉ！
１９Ｆｉエンボスロール、αＱは巻き上けた不織布、ａ
ηは巻取機を示す。Ｑ３は糸条規制装置である。

本発明の特徴は、延伸ロール群とスリット型エアーサッ
カーとの間に、糸条を拡幅するための糸条規制装置と糸
条に静電荷を与えるためのコロナ放電装置を組合わせて
設置し、この糸条規制装置とコロナ放電装置を自由可動
となし、生産する不織布の幅を自由に変えることができ
る点にある。

不織布の製造設備において、幅を生産性を悪化させずに
自由に変えることができるようにした方法はほとんど知
られていない。本発明において糸条規制装置としては、
通常の糸ガイドでもよい。この場合、延伸ロールを出た
糸条は、第１段の糸条規制装置にて全体として延伸ロー
ルの幅以内に規制し、開繊用スリット型エアーサッカー
の幅にまで拡幅規制したのち開繊させる。

第３図において、この開繊用スリット型エアーサッカー
付近を示す。（１３は糸条を拡幅規制するための糸条規
制装置でＬＪ）、Ｄはエアーサッカー上の糸条規制装置
の間隔であル、この距離を変えることによシ、製造され
る不織布の幅を変更することができる。糸条規制装置の
下部、スリット型エアーサッカーとの間に、第３図およ
び第４図に示す如くコロナ放電装置（１１を設ける必要
がある。コロナ放電装置は米国特許第３，１４　Ｂ、７
５　Ｓに開示されている針電極およびロールターゲット
方式が好ましい。この場合、針電極の針間隔は０．５〜
５ｃＭであシ、−列配置である。第３図において、針電
極は（１８ａ）、ロールターゲットを（１８ｂ）で示す
。

第４図ではエアーサッカー（８）の下部エアーチャンネ
ル内に組込んだ例を示している。ロールターゲットと針
電極との距離は１０〜４０璽諺であり、ロールターゲッ
トは表面なだらかであり、糸条の接触と共に自由に回転
するのが好ましい。コロナ放電に用いる電極にかける電
圧は−１０〜−７０ｋＶであり、アーク放電しない限界
の電圧は、ロールターゲラトル針電極間の距離に依存し
、アーク放電す為手前の電圧をかけるのが一般的に好ま
しい。

コロナ放電装置は一段でもよいが、糸条の数が多ければ
複数段直列に並べるのが好ましい。第３図ではコロナ放
電装置を２段直列に並べである。

コロナ放電装置は、このようなロールターゲット以外の
例えば平板ターゲットと針電極との組合せでもよい。そ
の際、コロナ放電装置を絶縁体等で区画してもよい。コ
四す放電装置を通過した糸条は、スリット型エアーサッ
カーに導糸して開繊させる。開繊用エアーサッカーとし
て個別の特公昭５７−４９９５号公報に記載の丸型エア
ーサッカーでは、幅を変える時目付斑が発生し好ましく
ない。必らずスリット型エアーサッカーに導糸し、エア
ーサッカー内で負に帯電した糸条が静電荷によシ反撥し
、エアーチャンネル内でハホすだれ状に均一に分布し、
筋斑、目付斑を解消するものである。糸条の開繊状態は
、単糸デニール、フイラメント数、コロナ放電装置の使
用電圧、針電極とターゲット電極との距離等によシ変化
するが、第３図のＤをほぼ２０ｃＰＲ以内に設定すれば
、均一な不織布が得られる。このＤの限界は紡糸条件等
によシ変るため％２０ｃｙ１１以上は不可能という意味
ではない。

スリット型エアーサッカーに用いる圧気量は、通常のス
パンボンド法に比較して極端に少なくてすむ。これは糸
条を牽引細化する機能は延伸ロールで実施し、開繊機能
だ秒を開繊用スリット型エアーサッカーにもたせること
ができるためである。

糸条の単糸開繊性は、用いる圧気量が少ない方が好まし
いが、極端に少ないと帯電した糸条がエアーサッカー内
に詰まるため好ましくなく、個々のエアーサッカーに決
まった最適圧気量が存在する。

エアーサッカーを通過した糸条は、ネットコンベア上に
堆積する。堆積したウェブは相変らず電荷を持つと、ウ
ェブのめくれ等が発生するため、今度は除電するのが好
ましい。除電は一般のスチームまたは水噴霧、あるいは
一般の除電器を用いウェブはエンボスロールで熱圧着し
たのち、不織布として巻きとられるのが一般的であるが
、場合により、オーブン加熱、ニードルパンチ等の接着
手段であってもさしつかえない。

本発明による不織布は、糸条規制装置の位置を自由に変
えることが可能であり、コロナ放電装置を用いたために
単糸分散性を改善でき、幅を変えても筋炎などにつなが
らないためである。本発明による不織布を構成する糸条
は、延伸工程を経ているため単糸強度が大きく、また細
デニールから太デニールまでかなり自由に変更できる利
点も有する。本発明による不織布は、軽く熱圧着して樹
脂加工することによシ、ポリエチレンテレフタレートを
素材とした電線押え巻、農業資材に、ニードルパンチ加
工した土木資材、ルーフインク材、ナイロンを素材とし
た包装材料、ポリプロピレンを素材としたカーペット基
布、オイルキャッチャ−等幅広く用いることができる。

以下、実施例を挙げて説明する。

実施例１ 熱可塑性ポリマーとしてチッソ社製ボリグロピレン５５
０５６（メルトフローレート：　４−０　）を用い、０
．２３φＸ１２４ホールの゛紡口を８錘用い、トータル
９９２フイラメントで２８０℃で紡糸した。延伸は第２
図で示す第１０−ル群のロール幅２０ｃｒｎの６本ロー
ル、Ｍ２０−ル群として同じ幅の７本からなる延伸ロー
ルを用い、第１０−ル速度を６００ｍ／分、第２０−ル
速度を１，０００ｍ／分に設定し使用した。加熱装置は
本実尻側の場合用いない。吐出量はホール当ｊ７Ｄ、１
６７ｆ／分に設定し、計算上の単糸デニール＃′ｉ１．
５デニールとなる。

第１０−ル群の前で、糸ガイドにより８本の糸条群に分
割延伸したのち、１．２７ＦＩ幅のスリット型エアーサ
ッカーに通した。この時糸条規制装置間の距離（第３図
のＤ）は１３創にセットし、コロナ放電装置を２段にセ
ットした。

針電極は４ｕピツチで５本のタイプを使用し、ロールタ
ーゲットとしては通常のセパレーターロールとした。電
圧は−２５ｋＶとし、針電極とロールターゲットとの距
離は１Ｂ寵にセットした。開繊に用いる圧気圧Ｆｉ１　
ｋｇ／ｃＩｌｔＧであシ、非常に均一な不織ウェブが得
られた。ウェブは１４１℃の表面温度を有する織目調エ
ンボスロールで熱圧着し、目付４２１／ゴ、引張強力と
して１０．２　ｋｇ１５　ｔＭ幅引裂強力（エレメンド
ルフ法）０．７ｋｐを示した。

実施例２ 熱可塑性ポリマーとしてポリエチレンテレフタレート（
固有粘度Ｏｊ　４　）を用い、０，２３φ×２４６ホー
ルの紡口を８錘用いて、２９５℃で吐出量をホール当シ
Ｄ、３５９７分として紡糸した。

！押ロールは第１０−ル群をｓ　ｏ　ｏ　ｍ７分、第２
０−ル群を２０００　ｍ７分に設定した。加熱装置とし
て１４０℃のホットグレートを用い、２００℃でエンボ
スロールで圧着した目付５０　ｆ／ｒｆの不織布を得た
のち、ＰＶＡ系の樹脂で加工した。得られた不織布は目
付５６ｙ／ゴであシ、引張強力は１７．５ｋｌｌＳｃｍ
幅の高強力を示した。

実施例３ 熱可塑性ポリマーとしてチッソ社製ポリグロピレン８５
０５６を用い、実施例１と同様の条件で紡糸した。この
時、糸条規制装置の距離りを１５ｃｍから９ｃｍＫ変更
すると、製造できる不織布の幅は９４３と５８ｃＩｎと
なったが、ネットコンベアの速度を調整することによル
、いずれも目付４０！に９／ゴの均一な不織布を得た。

実施例４ 熱可塵性ポリマーとしてチッソ社製ポリプロピレンｓ　
５ｏｓ６（：メルト７０−レー）　（ＡＳＴＭＤ−１２
５８２３０℃２．１６に１ｉｌｌでの測定値）が４〕を
用い、０．２３φ×１２４ホールの紡口を８錘用い、ト
ータル９９２フイラメントで２８０℃で紡糸した。紡糸
、延伸は１ｇ２図のスピンドロー設備を用いて、第１０
−ル群を５００ｍ／分、第２０−ル群を１，０００　ｍ
１分で回転させ、糸速１，００θｍ／分で単糸１．５デ
ニールになるよう冷延伸した。ロール幅は２０ｃＩｎで
６本、７本からなるロールで延伸を実施した。ポリプロ
ピレンの場合、第２０−ルを出たのちウェブ化の過程で
収縮が生じるため、単糸デニールは若干大きくなる。第
２０−ル群を−サッカーに導入し、圧２．０に９／ｃＩ
ＩＧの圧気で開繊させ友。仁の時、各錘の糸条毎に８個
の糸条規制装置、すなわちセラミックの糸ガイドに導糸
し、ガイド間の距離を１３ｃｌｒＩにセットした。本実
施例においては、８個の糸ガイドに導糸したため、ウェ
ブ幅は約１ｍとなる。フィラメントはスリット型エアー
サッカー下部のエアーチャンネル中に糸ガイドの位置の
真下に針状電極を２段にわたって設置する。針状電極は
２關ピツチで１０本針を有するエアーチャンネルのスリ
ット間隔＃ｉ６諺１であ九針状電極とターゲット電極の
間Ｆｉ２０冒菖にセットし、マイナス２９　ｋＶの電圧
をかけ開繊させ、単糸開繊のよいウェブを得、１４２℃
のエンボスロールで熱圧着し、目付ｓａｔの不織布を得
た。得られた不織布は、ＪＩＳ−Ｌ−１０４８ストリツ
プ法で引張強力１４．２　ｋｇ　／　５α幅を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図はスリット型エアーサッカーの一部破断斜視図、
第２図は本発明の代表的な工程を示す説明図、第３図は
糸条規制装置とスリット型エアーサッカーの間にコロナ
放電装置を設けた場合の部分正面図、第４図は第３図と
は別の態様としてスリット型エアーサッカーの下部ｒコ
ロナ放電装置を設けた例を示す部分正面図である。 第７図 第５図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１＋　　熱可履性ポリマーを溶融紡糸〜ロール延伸〜
   エアーサッカー開繊する不織布の製造方法において、開
   繊用エアーサッカーとして実質的に製品幅に等しい１本
   のスリン）Ｗエアーサッカーを用い、延伸工程に開繊用
   エアーサッカーよ〕幅の狭いそれぞれ２本以上のロール
   群からなる第１０−ル群、第２０−ル群の間で糸条を延
   伸し、必要ならばロール間に熱処理装置を設けて熱処理
   したのち、スリット型エアー？ツカ−と第２０−ル群と
   の間に糸条の走行する位置を定める糸条規制装置を設け
   ると共に、コロナ放電装置を用いて糸条を強制帯電させ
   ることを特徴とする不織布の製造法。 （２）　コロナ放電装置がスリット型エアーサッカーの
   下部エアーチャンネル内に組込まれている特許請求の範
   囲第１項記載の不織布の製造法。 （３１ｊμす放電装置がスリット型エアーサッカーの上
   部、糸条規制装置の下部に設置され、糸条規制装置とコ
   ロナ放電装置を不織布の製品幅方向に移動可能とするヒ
   とＫよ〕、製造する不織布の幅を自由に変える仁とがで
   きるようにした特許請求の範囲第１項記載の不織布の製
   造法。