(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融紡糸装置の装置本体内に溶融樹脂を繊維状に押し出す紡糸ノズルと、該紡糸ノズルの側方に設けられ前記紡糸ノズルから押し出された溶融樹脂の押し出し方向に向けて一次エアを吹き付けるための一次エア流路と、該一次エア流路より下流側の側方に設けられ一次エアとともに溶融樹脂の押し出し方向に向けて吹き付けられる二次エアを吹き出すための二次エア流路とを備え、
前記二次エア流路の吹き出し口の紡糸ノズル側端部には、二次エアの流れを整流するための切欠き部が形成されていることを特徴とする溶融紡糸装置。
【請求項２】
前記切欠き部は、断面円弧状に切欠かれた円弧状切欠き部であることを特徴とする請求項１に記載の溶融紡糸装置。
【請求項３】
前記円弧状切欠き部の円弧の半径は、該円弧状切欠き部の上流側起点における二次エア流路の幅に対して０．２〜１０倍に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の溶融紡糸装置。
【請求項４】
前記二次エア流路を段差状に形成し、その吹き出し口の紡糸ノズル側端部に前記切欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置を用い、溶融樹脂を紡糸ノズルから繊維状に押し出すとともに、その周囲に繊維状の溶融樹脂の押し出し方向に向けて一次エア流路から一次エア及び二次エア流路から二次エアを吹き付けて溶融樹脂を細い繊維状に形成することを特徴とする溶融紡糸方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メルトブロー法によって形成された繊維（糸）をベルトコンベヤ上に供給して不織布を作製するための溶融紡糸装置及びその装置を用いた溶融紡糸方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メルトブロー法は溶融された原料樹脂の押し出し繊維から不織布を得る溶融紡糸方法である。すなわち、溶融された樹脂をノズルから押し出すと同時にその周囲から高温、高速のエアを吹き付けることにより、未硬化樹脂が繊維状（糸状）に形成される。この繊維状をなす未硬化樹脂をコンベア上に供給することによって不織布のシートが作製される。
【０００３】
この種の溶融紡糸装置として、例えば特許文献１に記載されている横配列ウェブの製造装置が知られている。すなわち、該溶融紡糸装置は、溶融樹脂を繊維状に押し出すための紡糸ノズルと、その紡糸ノズルの周囲に形成され一次エアを噴出して繊維状の溶融樹脂を振動させるための円環状のスリットと、該スリットより下流側で繊維状の溶融樹脂に二次エアを噴出するための二次エア噴出口とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９８４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、溶融紡糸装置においては、加熱された一次エアが周りのエアを巻き込みながら下方へ流れるため、一次エアの温度が低下し、紡糸ノズルから押し出された溶融樹脂が冷却されやすい。このように、一次エアで引き伸ばされる溶融樹脂の繊維は急冷されることから、繊維の細径化を図るには限界があった。従って、一次エアに引き続いて高温の二次エアを溶融樹脂の繊維に吹き付けることにより繊維を高温に保ち、繊維の細径化を図ることが提案されている。
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の溶融紡糸装置では、二次エア噴出口の紡糸ノズル側端部が開口端面に対してほぼ直角に形成されたエッジを有している。このため、二次エア噴出口から吹き出される二次エアには渦が生じて乱流状態を招きやすく、その乱流状態の二次エアによって溶融樹脂の流れが乱されて溶融樹脂の繊維が真直ぐには下降できず、蛇行した状態で下降する。その結果、溶融樹脂から形成される繊維を真直ぐ長く引き伸ばすことができず、繊維の細径化を図ることは難しいという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、二次エアの乱れを抑制して安定化させることができ、繊維の細径化を図ることができる溶融紡糸装置及び溶融紡糸方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の溶融紡糸装置では、溶融紡糸装置の装置本体内に溶融樹脂を繊維状に押し出す紡糸ノズルと、該紡糸ノズルの側方に設けられ前記紡糸ノズルから押し出された溶融樹脂の押し出し方向に向けて一次エアを吹き付けるための一次エア流路と、該一次エア流路より下流側の側方に設けられ一次エアとともに溶融樹脂の押し出し方向に向けて吹き付けられる二次エアを吹き出すための二次エア流路とを備え、前記二次エア流路の吹き出し口の紡糸ノズル側端部には、二次エアの流れを整流するための切欠き部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に係る発明において、前記切欠き部は、断面円弧状に切欠かれた円弧状切欠き部であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項２に係る発明において、前記円弧状切欠き部の円弧の半径は、該円弧状切欠き部の上流側起点における二次エア流路の幅に対して０．２〜１０倍に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記二次エア流路を段差状に形成し、その吹き出し口の紡糸ノズル側端部に前記切欠き部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明の溶融紡糸方法は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶融紡糸装置を用い、溶融樹脂を紡糸ノズルから繊維状に押し出すとともに、その周囲に繊維状の溶融樹脂の押し出し方向に向けて一次エア流路から一次エア及び二次エア流路から二次エアを吹き付けて溶融樹脂を細い繊維状に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
すなわち、本発明では、二次エア流路の吹き出し口の紡糸ノズル側端部には、二次エアの流れを整流するための切欠き部が形成されている。このため、二次エア流路の吹き出し口から吹き出された二次エアは切欠き部に案内されて溶融樹脂の押し出し方向へスムーズに流れ、さらに繊維状に押し出された溶融樹脂の流れの周囲に存在する一次エアの流れに沿って流れる。従って、繊維状に押し出された溶融樹脂は一次エア及び二次エアの相乗的作用により引き伸ばされ、細く形成される。
【００１３】
よって、本発明によれば、二次エアの乱れを抑制して安定化させることができ、繊維の細径化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における溶融紡糸装置を示す断面図。
【図２】溶融紡糸装置の要部を拡大して示す断面図。
【図３】溶融紡糸装置の要部の別例を拡大して示す断面図。
【図４】第２実施形態の溶融紡糸装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図３に従って詳細に説明する。
図１に示すように、溶融紡糸装置１０は原料樹脂から不織布を製造するためのもので、その装置本体１１内には溶融樹脂１２を繊維状（糸状）に押し出すための紡糸ノズル１３が鉛直方向に延びるように形成されている。紡糸ノズル１３は水平方向に一定間隔をおいて直線状に配列されている。この紡糸ノズル１３は吐出口側ほど縮径するテーパ状に形成されている。前記原料樹脂は図示しない押出装置で溶融され、溶融樹脂１２が紡糸ノズル１３から押出し用通路１４を介して装置本体１１の下方へ押し出され、繊維状に形成される。
【００１６】
装置本体１１内における紡糸ノズル１３の両側方には、斜め前方の溶融樹脂１２の繊維１５に向けて一次エア１６を吹き出す一次エア流路１７が断面Ｖ字状に形成され、紡糸ノズル１３の配列と平行方向に延びている。この一次エア流路１７の幅は基端から先端まで一定に形成されている。そして、一次エア流路１７から吹き出された一次エア（熱風）１６が紡糸ノズル１３から押し出された溶融樹脂１２の繊維１５に吹き付けられるようになっている。この一次エア１６の流れは、紡糸ノズル１３から押し出される溶融樹脂１２の流れより高速になるように設定され、一次エア１６の流れが溶融樹脂１２の流れに吹き付けられて溶融樹脂１２の繊維１５を引き伸ばし、分子を一方向に配向させて繊維の強度を増大させるようになっている。なお、一次エア１６の流速は溶融樹脂１２の繊維１５が高速の一次エア１６によって振動しない程度に設定される。
【００１７】
前記一次エア流路１７の下流側両側方には、二次エア（熱風）１８を溶融樹脂１２の繊維１５に向けて吹き出す二次エア流路１９が紡糸ノズル１３の配列と平行に延びるように形成されている。図１及び図２に示すように、二次エア流路１９は段差状に形成され、その吹き出し口２０の紡糸ノズル１３側端部に切欠き部として断面円弧状に切欠かれた円弧状切欠き部２１が形成されている。この円弧状切欠き部２１を設けることにより、二次エア流路１９から吹き出される二次エア１８は図２の二点鎖線に示すように円弧状切欠き部２１の円弧に案内されて乱流を生じることなくスムーズに流れ出す。
【００１８】
前記二次エア流路１９の合流部２６の上面を形成する段差面２２は、装置本体１１の底面１１ａより所定距離をおいて紡糸ノズル１３側に後退した位置に底面１１ａと平行になるように形成されている。二次エア流路１９にこのような段差部２３を設けることにより、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出される二次エア１８が一次エア１６に対して溶融樹脂１２の繊維１５の流れ方向に沿うように形成され、溶融樹脂１２の繊維１５を細く引き伸ばすことができる。
【００１９】
円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒは、二次エア流路１９の幅ｄに対して０．２〜１０倍に設定されることが好ましい。円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒが０．２倍を下回る場合には、円弧が小さくなり過ぎて二次エア１８は円弧の形状に追従することが難しく、乱流が生じ易い。その一方、円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒが１０倍を上回る場合には、円弧が大きくなってエッジが形成されやすくなり、円弧状切欠き部２１を形成する効果を得ることが困難になる。円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒは、具体的には０．５〜３ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒがこの範囲に設定されることにより、二次エア１８は円弧状切欠き部２１に案内されて良好に整流される。
【００２０】
なお、図３に示すように、切欠き部を断面平坦状に切欠かれた面取り部２４で構成することもできる。この場合も、図３の二点鎖線に示すように、二次エア流路１９から吹き出された二次エア１８は面取り部２４に案内されて乱流を生じることなくスムーズに流れる。
【００２１】
そして、図１に示すように、二次エア１８が一次エア１６と平行方向に吹き出され、一次エア１６の外周に沿って流れ、溶融樹脂１２の繊維１５をさらに引き伸ばすようになっている。この場合、二次エア１８の流速は一次エア１６の流速と同程度であることが、二次エア１８の乱れを抑えて良好な流れを得る上で好ましい。同時に、この二次エア１８によってエアカーテンが形成され、そのエアカーテンで外気が遮蔽されて一次エア１６の温度低下が防止されるようになっている。また、二次エア１８の温度は、一次エア１６の温度より高温に設定されることが望ましい。このような条件設定により、一次エア１６の温度低下が抑えられ、延いては溶融樹脂１２の繊維１５の温度低下が防止される。
【００２２】
従って、溶融樹脂１２の繊維１５は高温を保持した状態で一次エア１６及び二次エア１８によって引き伸ばされ、分子配向が生じて高強度で切れ難い繊維となる。この場合、一次エア１６の温度は、溶融樹脂１２が分解しない程度に低く設定される。さらに、二次エア１８の流速は一次エア１６の流速より低速になるように設定されることが好ましく、二次エア１８の流量は一次エア１６の流量より少なくなるように設定されることが好ましい。二次エア１８の流速と流量をこのように設定することにより、一次エア１６の作用を損なうことなく二次エア１８のエアカーテンとしての機能を良好に発揮することができる。
【００２３】
前記溶融紡糸装置１０の下方位置には図示しないベルトコンベヤ装置が配設され、前後一対のローラ間に掛装されたベルトが周回するように構成されており、紡糸ノズル１３から下方へ押し出された溶融樹脂１２の繊維１５がベルト上に堆積され、不織布のシートが形成されるようになっている。
【００２４】
従って、図１に示すように、溶融樹脂１２が紡糸ノズル１３から下方へ押し出されると同時に、その両側方において一次エア１６が一次エア流路１７から溶融樹脂１２の繊維１５に吹き付けられる。このため、溶融樹脂１２の繊維１５は下方へ引き伸ばされるとともに、その分子が一方向に並ぶように配列される。
【００２５】
さらに、一次エア流路１７の下流側において両側方に設けられた二次エア流路１９から二次エア１８が吹き出され、一次エア１６の周囲に流れて溶融樹脂１２の繊維１５に吹き付けられる。一次エア１６及び二次エア１８は溶融樹脂１２の繊維１５の流れに沿って整流されながら下降することから、繊維１５の流れは一次エア１６及び二次エア１８の流れに包まれるようにして安定した状態で鉛直方向の下方へ真直ぐに延びる。そして、一次エア１６及び二次エア１８の流れに包まれて下降する溶融樹脂１２の繊維１５は、ベルトコンベヤ装置のベルト上に供給され、堆積されて不織布のシートが形成される。
【００２６】
次に、前述のように構成された溶融紡糸装置１０の作用について説明する。
さて、前記二次エア流路１９の吹き出し口２０の紡糸ノズル１３側端部には、紡糸ノズル１３側に切欠かれた円弧状切欠き部２１が形成されている。このため、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出された二次エア１８は、図２の二点鎖線に示すように円弧状切欠き部２１の円弧に案内されてスムーズな流れを示し、さらに溶融樹脂１２の繊維１５の流れの周囲に存在する一次エア１６に沿って真直ぐに下降する。従って、紡糸ノズル１３から吐出された溶融樹脂１２の繊維１５は一次エア１６により引き伸ばされた後、二次エア１８によりさらに真直ぐに引き伸ばされ、一層細く形成される。
【００２７】
加えて、かかる二次エア１８が外気を遮蔽するエアカーテンとしての作用を発現することにより、一次エア１６の温度低下が抑制され、溶融樹脂１２の繊維１５が高温に保持される。このため、繊維１５内で分子の方向が一方向に揃う分子配向が認められ、繊維１５の強度が高められる。なお、一次エア１６の流れが溶融樹脂１２の流れよりも高速に設定されることにより、一次エア１６よりも低速で下降する溶融樹脂１２の繊維１５に対してその周囲から下方への引張力が作用し、繊維１５が下方へ細長く引き伸ばされる。
【００２８】
以上の第１実施形態により発揮される効果について以下にまとめて説明する。
（１）本第１実施形態の溶融紡糸装置１０では、二次エア流路１９の吹き出し口２０の紡糸ノズル１３側端部には、切欠き部としての円弧状切欠き部２１が形成されている。このため、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出された二次エア１８はその円弧状切欠き部２１に案内されてスムーズに流れ出した後、溶融樹脂１２の繊維１５の流れの周囲に存在する一次エア１６の流れの外周に沿って真直ぐに下降する。従って、繊維１５は一次エア１６及び二次エア１８の相乗的作用により真直ぐに引き伸ばされ、細く形成される。
【００２９】
よって、この第１実施形態の溶融紡糸装置１０によれば、二次エア１８の乱れを抑制して安定化させることができ、繊維１５の細径化を図ることができる。
（２）上記のように、切欠き部は断面円弧状に切欠かれた円弧状切欠き部２１である。このため、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出される二次エア１８を円弧状切欠き部２１の円弧に沿ってスムーズに誘導することができる。
（３）前記円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒは、二次エア流路１９の幅ｄに対して０．２〜１０倍に設定されている。従って、円弧状切欠き部２１に基づく二次エア１８の整流効果を有効に発揮させることができる。
（４）前記円弧状切欠き部２１の円弧の半径ｒは、具体的には０．５〜３ｍｍに設定されている。そのため、円弧状切欠き部２１の効果を良好に発揮することができるとともに、円弧の半径を容易に設定することができる。
（５）前記二次エア流路１９を段差状に形成し、その吹き出し口２０の紡糸ノズル１３側端部に前記円弧状切欠き部２１が形成されている。二次エア流路１９に段差部２３を設けたことにより、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出された二次エア１８を繊維１５の周囲に存在する一次エア１６の流れの方向に一層沿うようにでき、一次エア１６及び二次エア１８の流れを細く、速くすることができる。その結果、溶融樹脂１２の繊維１５を一層細く形成することができる。
（６）前記切欠き部は、図３に示すように断面平坦状に切欠かれた面取り部２４であっても、前記円弧状切欠き部２１と同様の効果を発揮することができるとともに、面取り部２４を容易に形成することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図４に従って説明する。なお、この第２実施形態では第１実施形態と異なる部分について主に説明する。
【００３０】
図４に示すように、第２実施形態の溶融紡糸装置１０において、二次エア流路１９には第１実施形態で示した段差面２２を有する段差部２３は設けられていない。このため、二次エア流路１９における吹き出し口２０の紡糸ノズル１３側端部に設けられている円弧状切欠き部２１は、装置本体１１の底面１１ａより下方に臨んでいる。
【００３１】
さて、この第２実施形態の溶融紡糸装置１０において、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出される二次エア１８は、図４の二点鎖線に示すように円弧状切欠き部２１の円弧に従って装置本体１１の下方へ吹き出される。この二次エア１８は溶融樹脂１２の繊維１５を包む一次エア１６の周囲に沿って下方へ流れる。従って、第２実施形態の溶融紡糸装置１０によれば、第１実施形態の前記（１）〜（４）に記載した効果を発揮することができる。
（変更例）
なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
【００３２】
・  図３の破線に示すように、二次エア流路１９の吹き出し口２０における底面１１ａ側に断面円弧状の切り取り面２５を形成することもできる。この場合、二次エア流路１９の吹き出し口２０から吹き出される二次エア１８に渦の発生を抑え、乱流が生じることを抑制することができる。
【００３３】
・  第１及び第２実施形態において、切欠き部を断面円弧状以外の曲面、例えば断面楕円弧状、断面放物線状等に形成することもできる。また、切欠き部を円弧状切欠き部２１の円弧とその逆の円弧で断面Ｓ字状（図２の一点鎖線）になるように形成することも可能である。
【００３４】
・  前記一次エア流路１７及び二次エア流路１９を各紡糸ノズル１３の外周に環状となるように形成することもできる。
・  前記一次エア１６と二次エア１８の温度を同一にしたり、二次エア１８の流量を一次エア１６の流量より増大させたりすることもできる。
【００３５】
・  前記紡糸ノズル１３を、そのテーパ角度を変更したり、テーパ状にすることなく円筒状に形成したりすることもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１０…溶融紡糸装置、１１…装置本体、１２…溶融樹脂、１３…紡糸ノズル、１５…繊維、１６…一次エア、１７…一次エア流路、１８…二次エア、１９…二次エア流路、２０…吹き出し口、２１…切欠き部としての円弧状切欠き部、２２…段差面、２３…段差部、２４…切欠き部としての面取り部、ｄ…二次エア流路の幅、ｒ…円弧状切欠き部の円弧の半径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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