メルトブロー紡糸装置およびメルトブロー紡糸方法
【課題】メルトブロー法により紡糸を行う際に、繊維の延伸と繊維の冷却とのタイムスパンを小さくする手段を講じることで、繊維の径の更なる微細化、柔軟化を実現する。
【解決手段】紡糸ダイ１０の、熱風吐出スリット１１ｅと冷風吐出スリット１２ｅとの間に、冷却用流体供給スリット１４を設ける。この冷却用流体供給スリット１４に供給フード７１を差し込んで、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに冷却した紡糸油剤ｍを送り込む。冷風吐出スリット１２ｅと熱風吐出スリット１１ｅとの吐出風量の差から生じる負圧により、溶融ポリマーｐを繊維ｆに延伸させる。これとほぼ同時に、冷却用流体供給スリット１４を通じ溶融ポリマーｐに冷却した紡糸油剤ｍを付与して冷却する。繊維ｆに熱が残らないため、結晶化が抑制されて延伸性が向上し、柔軟性も増し、風合いが良くなる。また、紡糸油剤ｍは、毛羽立ち、静電気の発生をも抑える。
【解決手段】紡糸ダイ１０の、熱風吐出スリット１１ｅと冷風吐出スリット１２ｅとの間に、冷却用流体供給スリット１４を設ける。この冷却用流体供給スリット１４に供給フード７１を差し込んで、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに冷却した紡糸油剤ｍを送り込む。冷風吐出スリット１２ｅと熱風吐出スリット１１ｅとの吐出風量の差から生じる負圧により、溶融ポリマーｐを繊維ｆに延伸させる。これとほぼ同時に、冷却用流体供給スリット１４を通じ溶融ポリマーｐに冷却した紡糸油剤ｍを付与して冷却する。繊維ｆに熱が残らないため、結晶化が抑制されて延伸性が向上し、柔軟性も増し、風合いが良くなる。また、紡糸油剤ｍは、毛羽立ち、静電気の発生をも抑える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、極細の柔軟な長繊維（フィラメント）を得ることができるメルトブロー紡糸装置と、極細の柔軟な長繊維を得るためのメルトブロー紡糸方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細手の長繊維の製造方法であるメルトブロー法は、概略図１のようである。
なお、図１は、この発明の実施形態を示すため、発明にかかる部分については、ここでは説明を省略する。
まず、熱可塑性ポリマーの原料チップを押出機３０のホッパ３１に投入し、押出機３０に備えられたヒータで加熱溶融し、これを紡糸ダイ１０のポリマー通路へと押出し供給する。
ポリマー通路を流通する溶融ポリマーは、ポリマー通路下端近傍において、紡糸ダイ１０に設けられた吐出スリットから吐き出される大量の風により随伴力で延伸され、並列する多数の長繊維へと紡出される。
こうして得られた繊維は、冷却チャンバ４０を通して冷却され、ガイドロール５０で案内され、巻き取り機６０に巻き取られる。
【０００３】
ここで、バルキー性の高い風合いの良い繊維を得るには、その径を細くすることが肝要であり、繊維径の微細化は、繊維製造業者各社が競って取り組む課題となっている。
【０００４】
径の細い繊維を得るための方法として、海島型、割繊型等の複合繊維紡糸法や、レーザー加熱紡糸法、静電紡糸法があるが、物理的、化学的工程が複雑であるため、手間がかかり、製造コストも嵩む問題がある。
そのため、メルトブロー法により、直接的に微細な径の繊維を得ることが要請されている。
【０００５】
ところで、従来のメルトブロー法における紡糸ダイは、紡糸ダイのポリマー通路下端近傍の両側に、近接して設けられた一対の熱風吐出スリットから吐き出される熱風による随伴力で溶融ポリマーを延伸していた。
そのため、繊維の径を細くするには、熱風を大量に消費し、製造コストが高かった。
また、溶融ポリマーのポリマー通路からの吐出量と、熱風のスリットからの吐出量とのバランスを調整して所望の径の繊維を得るのが難しく、特に径が細い繊維を得るには、非常に微妙なバランスを調整せねばならなかった。
【０００６】
そこで、本発明者は、特許文献１から３に記載されているように、溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間にあって、各ポリマー通路を外気に開放する冷却用流体供給路とが設けられ、冷風吐出スリットの吐出風量を、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるように制御してエアを供給するメルトブローの紡糸ダイを先に提案している。
【０００７】
このような紡糸ダイのポリマー通路に、溶融したポリマーを供給すると、まず、熱風吐出スリットの対向する吐き出し口から吐き出される熱風の随伴力により、溶融ポリマーがポリマー通路下端のポリマー注出口から挟まれるようにして引き出される。
つぎに、冷風吐出スリットの対向する吐き出し口から大量に冷風が吐き出されるため、熱風と冷風の風量差から負圧が発生し、これにより先に引き出された溶融ポリマーが紡糸ダイ下端方向に吸引されて急激に延伸される。
【０００８】
こうして、溶融ポリマーが冷却せず、径の微細化がスムーズに行われる必要最小限の熱風を付与したうえで、大量の冷風により発生する負圧により延伸する構成を採用したため、複合紡糸法等によらず直接的に、かつ熱風を大量に消費せずに低コストで、さらに熱風と冷風の風量バランスを適宜調整することで簡単に、非常に径の細い長繊維を得ることができる。
【０００９】
ところで、従来からメルトブロー法により長繊維を得る際には、溶融ポリマーに水蒸気などの冷却用流体を付与することがよく行われている。
このように冷却用流体で紡糸後の繊維を急冷すると、繊維に残存する熱が除去されて、繊維の結晶化が抑制され、繊維の延伸性および柔軟性が向上する。
【００１０】
冷却用流体を付与する方法としては、特許文献４に記載されているように、紡糸ダイより所定距離（通常４０ｍｍから１００ｍｍ）下方に、スプレーなどからなる流体供給装置を配置し、これから繊維に冷却流体を吹き付けることによるのが通常である。
【特許文献１】特開２０００−３３６５１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１４２７号公報
【特許文献３】特開２００３−３３２０号公報
【特許文献４】特開平１０−２０４７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、特許文献１の紡糸ダイにおいても、同様に、さらに微細径で柔軟性のある長繊維を得るためには、冷却用流体を延伸の際に供給して結晶化を抑制することが必要である。
しかし、従来のように、紡糸ダイよりも下方で冷却する構成では、紡出から冷却までにタイムスパンがあるため、その間に繊維に残存する熱により結晶化が進行してしまう問題がある。
よって、繊維の冷却点を繊維の延伸点により近づけることが、結晶化をさらに抑制し、繊維の延伸性、柔軟性をさらに高めるために必要である。
【００１２】
そこでこの発明は、メルトブロー法により紡糸を行う際に、繊維の延伸と繊維の冷却とのタイムスパンを小さくする手段を講じることで、結晶化を抑制し、繊維の径の更なる微細化、柔軟化を実現することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するため、この発明にかかるメルトブロー紡糸装置を以下の構成とした。
すなわち、紡糸ダイを、溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とを有するものとする。
そして、紡糸用エア供給装置により、この紡糸ダイに、冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるようにエアを供給する。
また、冷却用流体供給装置により、この紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じ、各ポリマー通路を流通する溶融ポリマーに冷却用流体を付与する。
【００１４】
この紡糸ダイのポリマー通路のポリマー注入口から、押出機により溶融ポリマーを注入すると、ポリマー通路を下降する溶融ポリマーが熱風吐出スリットの吐き出し口から吐出される熱風と接触しその随伴力により引き出される。
そして、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの風量の差から生じる負圧により、引き出された溶融ポリマーは急激に延伸され、長繊維となってポリマー注出口から送り出される。
この過程において、紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じて送り込まれる冷却用流体により、溶融ポリマーが冷却される。
このように、繊維の紡出と冷却とがほぼ同時におこなわれるため、熱による結晶化が抑制されて延伸性が向上し、一層微細径の柔軟な長繊維を得ることができる。
また、この繊維はクリンプの大きな風合いに優れたものとなる。
そしてこのように結晶化の問題を解決したため、この繊維から不織布を形成すると靭性に非常に優れたものとなる。
【００１５】
ここで、紡糸ダイの熱風吐出スリットと、冷風吐出スリットの両吐き出し口の間があまりに開きすぎると、生じる負圧が小さくなり、延伸性が落ちる。
そのため、熱風吐出スリットと、冷風吐出スリットとの間に位置する冷却用流体供給路の上下の幅は、あまり大きくは取れない。
一方、冷却用流体供給路の上下の幅が狭すぎると、十分な冷却が行われず、繊維に熱が残り、結晶化が進行してしまう。
そこで、冷却用流体供給路のポリマー通路に連通する近傍上下の幅を、１０ｍｍから３０ｍｍに形成すると、冷却流体により十分な冷却が行われ、かつ延伸に十分な負圧が得られる。
【００１６】
冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置を有し、このミスト発生装置によりミスト状にされた冷却用液体を紡糸ダイに送り込むと、ミストは拡散性に優れるため、ポリマーが満遍なく冷却される。
また、溶融ポリマーの冷却後には、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとから吐き出される風量の差により生じる負圧により、このミスト状の冷却用液体は繊維の紡出後にポリマー注出口から外気へと飛ばされ繊維上にほとんど残存しない。
よって、特別な装置等を用いて繊維に残存した冷却用液体を除去する必要がなく、処理が楽であり、コストもかからない。
【００１７】
このようなミスト状の冷却用液体としては、水蒸気を用いると、コストが安く、また仮に繊維に残存しても無害であるため好ましい。
また、冷却用液体として、ミスト状の紡糸油剤を用いると、冷却されるとともに、繊維中に油剤が付与されるため、繊維同士の滑りがよくなって延伸性が向上し、毛羽立ちが防止され、静電気の発生も抑制される。
そして、この紡糸油剤も、残量をコントロールするようにして付与すれば、繊維の後工程で有用となる。
【００１８】
紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、これらは並列する複数のポリマー通路に通じるものとし、この冷却用流体供給スリットの一方または双方に油剤供給装置をつなぐと、一対のスリットに冷却流体を流通させることで複数のポリマー通路を流通する溶融ポリマーを同時に冷却できるため、効率的である。
また、構造が簡単であるため、紡糸ダイの製造コストを削減できる。
なお、冷却用流体供給装置を冷却用流体供給スリットの一方側のみにつないだ場合には、冷却用流体の接触による溶融ポリマーの冷却に偏りが生じる（いわゆる偏冷却状態）ため、特にクリンプの大きな風合いのよい繊維を簡単に得ることができる。
【００１９】
紡糸ダイを、熱風吐出スリットが設けられた上流側ダイと、冷風吐出スリットが設けられた下流側ダイとから構成し、この上下流ダイ相互を、上流側ダイを上側に、下流側ダイを下側にして、所定の間隔を保ってボルト等により連結すると、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間に簡単に冷却用流体供給スリットを形成することができ、製造が容易である。
【００２０】
冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有するものとする。
そして、この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させ、ミスト状の冷却用液体をミスト出口から出た直後に溶融ポリマーに付与するようにすると、ミストがポリマーへ付着する前に大気中に拡散してしまうことが防がれ、無駄なく効率よく繊維の冷却が行われる。
また、供給フードの先端側は縦幅が狭いため、冷却用流体供給スリットに差し込みやすく、横幅が広いため、並列する多数のポリマー通路に一の供給フードでミスト状冷却用液体を送り込むことができるため効率がよい。
そして、供給フードの後端側は、縦幅が広いため、比較的太いパイプ、ホース等を連結することができ、ミスト発生装置から多くの量の冷却用流体を供給することができる。
なお、ここで、冷却用流体供給スリットの一方のみに供給フードを差し込んで冷却すると、上述したように特にクリンプの大きな風合いのよい繊維が得られる。
【００２１】
ここで、供給フードの先端上面のミスト出口からミスト状の冷却用流体を立ち昇らせ、熱風吐出スリットの吐き出し口下端から３ｍｍから８ｍｍの位置より冷却用流体を溶融ポリマーに付与するように調節すると、延伸が開始されるのとほぼ同時に冷却されて結晶化が十分に抑制される。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように、紡糸ダイの熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間に、冷却用流体供給路を設け、この冷却用流体供給路から冷却用流体を送り込み、繊維の延伸とほぼ同時に冷却する構成を採用したため、余熱による繊維の結晶化が抑制され、延伸性が向上し、繊維径の更なる微細化および柔軟化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１に、実施形態にかかるメルトブロー紡糸装置１の全体概略を示すが、メルトブロー法については上述したため、説明を省略する。
【００２４】
図２および図４に示すように、メルトブロー紡糸装置１の紡糸ダイ１０は、上側ダイ１１と下側ダイ１２の２つのブロック状の金属体をボルト１３で連結することにより形成されている。
なお、ボルト１３に代えて支持体を用いてもよい。
【００２５】
まず、図２、図４に示すように、上側ダイ１１には、上面の口の広いポリマー注入口１１ａから下面の開口へとほぼ垂直に連通するポリマー通路１１ｂが幅方向に並列して複数設けられている。
また、ポリマー通路１１ｂの両側には、上側ダイ１１上面の熱風送入口から下面方向へとほぼ垂直に延びる対の熱風通路１１ｃが幅方向に等間隔に並列して複数設けられている。
図示のように、熱風通路１１ｃは、外側と内側の二列からなる。
この熱風通路１１ｃのそれぞれは、その下端で比較的大きな空間である熱風室１１ｄに通じている。
熱風室１１ｄは、上側ダイ１１の内部においてポリマー通路１１ｂの両側に対称に配され、上側ダイ１１の幅方向に延びている。
熱風室１１ｄの内側下端は、上側ダイ１１の下面方向に延びる一対の熱風吐出スリット１１ｅに通じており、この熱風吐出スリット１１ｅは、上側ダイ１１の下面において開放されて吐き出し口１１ｆを形成する。
図示のように、熱風吐出スリット１１ｅは、ポリマー通路１１ｂの下面開口方向に下り勾配をもって傾斜しており、その吐き出し口１１ｆは、ポリマー通路１１ｂの並列する複数の下面開口の両側を挟み込むようにして近接している。
【００２６】
次に、図２および図４に示すように、下側ダイ１２には、上面の開口から下面のポリマー注出口１２ａへとほぼ垂直に連通するポリマー通路１２ｂが、上側ダイ１１のポリマー通路１１ｂに連通するようにして幅方向に並列して複数設けられている。
また、ポリマー通路１２ｂの両側には、下側ダイ１２側面の冷風送入口から内側に向けてほぼ水平に延びる対の冷風通路１２ｃが幅方向に等間隔に並列して複数設けられている。
この冷風通路１２ｃのそれぞれは、その内端で比較的大きな空間である冷風室１２ｄに通じている。
冷風室１２ｄは、下側ダイ１２の内部においてポリマー通路１２ｂの両側に対称に配され、下側ダイ１２の幅方向に延びている。
冷風室１２ｄの内側上端は、下側ダイ１２の下面方向に延びる一対の冷風吐出スリット１２ｅに通じており、この冷風吐出スリット１２ｅは、ポリマー通路１２ｂのポリマー注出口１２ａ近傍において連通して開放され、吐き出し口１２ｆを形成する。
図示のように、冷風吐出スリット１２ｅは、冷風室１２ｄからまずほぼ水平に延び、つぎにポリマー通路１２ｂのポリマー注出口１２ａ方向に下り勾配をもって傾斜しており、その吐き出し口１２ｆは、ポリマー通路１２ｂの並列するポリマー注出口１２ａを両側から挟み込んで連通している。
【００２７】
図２および図４に示すように、上側ダイ１１と下側ダイ１２は所定の間隔Ｄ（１０ｍｍから３０ｍｍ程度）をおいてボルト１３で連結されているため、上側ダイ１１下面と下側ダイ１２上面との間に扁平な空間が形成され、この空間はポリマー通路１１ｂ、１２ｂを外気に開放している。
そのため、この空間は、紡糸ダイ１０の両側面からその内部に、冷却用流体を供給可能な冷却用流体供給スリット１４を形成している。
このように、間隔をおいてボルト１３で連結するだけで、簡単に冷却用流体を供給する通路が形成されることになる。
【００２８】
図１のように、上側ダイ１１の熱風挿入口には、ヒータ２１を介して第一のブロワ２２がつながれ、これにより熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆから熱風を吐出可能となっている。
また、下側ダイ１２の冷風送入口には、直接第二のブロワ２３がつながれ、これにより冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１２ｆから冷風を吐出可能となっている。
これらブロワ２２，２３は、第二のブロワの風量２３が、常に第一のブロワ２２の風量を上回るように制御可能となっており、合わせてエア供給装置２０を形成する。
なお、図示のように、第二のブロワ２３は冷却チャンバ４０にもつながれて、チャンバ４０にも冷風を送り込んでいる。
【００２９】
図１および図４に示すように、紡糸ダイ１０の冷却用流体供給スリット１４には、供給フード７１が、その先端部がポリマー通路１１ｂ、１２ｂに近接するようにして差し込まれている。
図３のように、供給フード７１は、後端から先端に向かい、横幅がなだらかに広がり、縦幅がなだらかに狭まる中空の扁平体である。
供給フード７１の後端には、スリーブ状のミスト入口７１ａが設けられ、先端には、その上面のほぼ全部が開放されたミスト出口７１ｂが設けられている。
図４のように、供給フード７１のミスト入口７１ａには、パイプ、ホース等を介し、液体をミスト状にする周知のミスト発生装置７２がつながれ、さらにこのミスト発生装置には、冷却液槽７３がつながれて冷却用流体供給装置７０を形成している。
冷却液槽７３で冷却され、ミスト発生装置７２に送り込まれた液体は、ミスト状にされ、ミスト入口７１ａから供給フード７１内に送り込まれる。
【００３０】
紡糸装置１の構成は以上のようであり、次にこの装置１を用いて極細の長繊維ｆを紡出する工程について図５を参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、紡糸ダイ１０のポリマー注入口１１ａから、押出機３０により溶融したポリマーｐを注入し、熱風送入口および冷風送入口に、それぞれ第一、第二ブロワ２２、２３により熱風および冷風を送り込む。
溶融ポリマーｐは、ポリマー通路１１ｂを下降し、熱風および冷風は、図５中矢印で示すように、熱風吐出スリット１１ｅおよび冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１１ｆ、１２ｆからそれぞれ吐出される。
【００３２】
また、供給フード７１に、冷却液槽７３で冷却され、ミスト発生装置７２でミスト状にされた紡糸油剤ｍをミスト入口７１ａから送り込む。
図５のように、ミスト入口７１ａから送り込まれた紡糸油剤ｍは供給フード７１内で徐々に拡散し、フード先端の上面に設けられたミスト出口７１ｂから立ち昇る。
紡糸油剤ｍは、ポリエステルなど水分に影響されない繊維を紡出する場合には、水溶性油を１０％から１２％程度含有する水溶液（いわゆるエマルジョン）を用い、ナイロン（登録商標）など水分を吸収し、膨張する繊維を紡出する場合には、非水系の紡糸油剤を用いる。
【００３３】
ポリマー通路１１ｂを下降する溶融ポリマーｐは、まず、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆから内側に向かい吐出される熱風との接触による随伴力により、両側から挟み込まれるようにして、上側ダイ１１の下面開口から引き出される。
【００３４】
次に、図５中矢印の長さで示すように、冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１２ｆからの吐出風量は、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆからの吐出風量を上回るように制御されているため、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに負圧が生じる。
紡糸ダイ１０の冷却用流体供給スリット１４の上下の幅が１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度に形成されているため、両吐き出し口１１ｆ、１２ｆが非常に近接している。
そのため生じる負圧は、非常に大きなものとなっており、この負圧により、熱風に引き出された溶融ポリマーｐは急激に延伸されて長繊維ｆとなる。
【００３５】
また、この際に上側ダイ１１の下面開口から引き出された溶融ポリマーｐには、図示のように、供給フード７１から供給されるミスト状の紡糸油剤ｍが付着し、付着により冷却され、かつ紡糸油剤ｍにコーティングされる。
ここで、図示のように、紡糸油剤ｍのポリマーｐへの付着開始点と、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆとの距離（すなわち、付着開始点と上側ダイ１１下面との距離）ｄは、３ｍｍから８ｍｍ程度であるから、引き出されたとほぼ同時に紡糸油剤が付着する。
この紡糸油剤ｍの付着により冷却され、冷却されることにより結晶化が抑制されるため、ポリマーｐの延伸性が向上し、柔軟性も増す。
そして、油剤の付与により滑りがよくなくため、さらに延伸性が向上し、繊維ｆの毛羽立ちが防止され、静電気の発生も抑制される。
このため、極細の柔軟な長繊維ｆが形成され、紡糸ダイ１０のポリマー注出口１２ａから送り出される。
【００３６】
ここで、紡糸油剤ｍはミスト状であるため、このような繊維ｆの延伸形成後には、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに生じた負圧により、図５で示すように、ポリマー注出口１２ａから飛ばされて繊維ｆから離れ、繊維ｆにほとんど残ることはない。
【００３７】
なお、この実施形態においては、冷却用流体として冷却した紡糸油剤ｍを用いたが、これに代えて水蒸気などを用いてもよい。
水蒸気の場合、紡糸後に仮に繊維に残存したとしても、無害であるため安全であり、後処理の必要もない。
また、実施形態では、両方の冷却流体供給スリット１４から紡糸油剤ｍを供給しているが、片方のみから供給してもよく、その場合、偏冷却状態となるため、特にクリンプの大きな風合いのよい繊維を得ることができる。
【００３８】
また、実施形態では、紡糸ダイ１０を上側ダイ１１と下側ダイ１２とから形成しているが、一体物でもよく、冷却流体を供給する供給路はスリット１４でなくともよく、たとえば、紡糸ダイ１０側面から並列する複数のポリマー通路１１ｂ、１２ｂにそれぞれ個別に通じる並列する円孔型の冷却用流体流通路を設けてもよい。
【００３９】
なお、本発明者がこの紡糸装置１を用いて試作を行ったところ、約０，０３５デニールの極細の長繊維を得ることができた。
また、この紡糸装置１で得た長繊維から不織布を試作したところ、靭性が非常に良好であり、繊維の結晶化を抑制できていることが確認された。
また、この紡糸装置１と、上記特許文献１に記載の紡糸装置とで同じ条件で紡糸を行ったところ、この紡糸装置１により得られた繊維のほうが、特許文献１に記載の紡糸装置により得られた繊維よりも、さらに径が細いことが確認された。
また、これら繊維から平面視同一サイズ、同一重量（同一樹脂量）の不織布を作製し、その厚みを測定したところ、特許文献１に記載の紡糸装置により得られた繊維からなる不織布は、厚みが０．４ｍｍであったのに対し、この発明の紡糸装置１により得られた繊維から成る不織布は、厚みが０．６ｍｍであったため、ボリュームが５０％増しており、クリンプがより大きくなっていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態にかかるメルトブロー紡糸装置の全体図
【図２】紡糸ダイの斜視図
【図３】供給フードの斜視図
【図４】紡糸ダイに供給フードを差し込んだ状態の縦断面図
【図５】紡糸工程の一部拡大図
【符号の説明】
【００４１】
１ メルトブロー紡糸装置
１０ 紡糸ダイ
１１ 上側ダイ
１１ａ ポリマー注入口
１１ｂ ポリマー通路
１１ｃ 熱風通路
１１ｄ 熱風室
１１ｅ 熱風吐出スリット
１１ｆ 吐き出し口
１２ 下側ダイ
１２ａ ポリマー注出口
１２ｂ ポリマー通路
１２ｃ 冷風通路
１２ｄ 冷風室
１２ｅ 冷風吐出スリット
１２ｆ 吐き出し口
１３ ボルト
１４ 冷却用流体供給スリット
２０ 紡糸用エア供給装置
２１ ヒータ
２２ 第一のブロワ
２３ 第二のブロワ
３０ 押出機
３１ ホッパ
４０ 冷却チャンバ
５０ ガイドロール
６０ 巻き取り機
７０ 冷却用流体供給装置
７１ 供給フード
７１ａ ミスト入口
７１ｂ ミスト出口
７２ ミスト発生装置
７３ 冷却液槽
ｐ 溶融ポリマー
ｆ 長繊維
ｍ ミスト状紡糸油剤
【技術分野】
【０００１】
この発明は、極細の柔軟な長繊維（フィラメント）を得ることができるメルトブロー紡糸装置と、極細の柔軟な長繊維を得るためのメルトブロー紡糸方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細手の長繊維の製造方法であるメルトブロー法は、概略図１のようである。
なお、図１は、この発明の実施形態を示すため、発明にかかる部分については、ここでは説明を省略する。
まず、熱可塑性ポリマーの原料チップを押出機３０のホッパ３１に投入し、押出機３０に備えられたヒータで加熱溶融し、これを紡糸ダイ１０のポリマー通路へと押出し供給する。
ポリマー通路を流通する溶融ポリマーは、ポリマー通路下端近傍において、紡糸ダイ１０に設けられた吐出スリットから吐き出される大量の風により随伴力で延伸され、並列する多数の長繊維へと紡出される。
こうして得られた繊維は、冷却チャンバ４０を通して冷却され、ガイドロール５０で案内され、巻き取り機６０に巻き取られる。
【０００３】
ここで、バルキー性の高い風合いの良い繊維を得るには、その径を細くすることが肝要であり、繊維径の微細化は、繊維製造業者各社が競って取り組む課題となっている。
【０００４】
径の細い繊維を得るための方法として、海島型、割繊型等の複合繊維紡糸法や、レーザー加熱紡糸法、静電紡糸法があるが、物理的、化学的工程が複雑であるため、手間がかかり、製造コストも嵩む問題がある。
そのため、メルトブロー法により、直接的に微細な径の繊維を得ることが要請されている。
【０００５】
ところで、従来のメルトブロー法における紡糸ダイは、紡糸ダイのポリマー通路下端近傍の両側に、近接して設けられた一対の熱風吐出スリットから吐き出される熱風による随伴力で溶融ポリマーを延伸していた。
そのため、繊維の径を細くするには、熱風を大量に消費し、製造コストが高かった。
また、溶融ポリマーのポリマー通路からの吐出量と、熱風のスリットからの吐出量とのバランスを調整して所望の径の繊維を得るのが難しく、特に径が細い繊維を得るには、非常に微妙なバランスを調整せねばならなかった。
【０００６】
そこで、本発明者は、特許文献１から３に記載されているように、溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間にあって、各ポリマー通路を外気に開放する冷却用流体供給路とが設けられ、冷風吐出スリットの吐出風量を、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるように制御してエアを供給するメルトブローの紡糸ダイを先に提案している。
【０００７】
このような紡糸ダイのポリマー通路に、溶融したポリマーを供給すると、まず、熱風吐出スリットの対向する吐き出し口から吐き出される熱風の随伴力により、溶融ポリマーがポリマー通路下端のポリマー注出口から挟まれるようにして引き出される。
つぎに、冷風吐出スリットの対向する吐き出し口から大量に冷風が吐き出されるため、熱風と冷風の風量差から負圧が発生し、これにより先に引き出された溶融ポリマーが紡糸ダイ下端方向に吸引されて急激に延伸される。
【０００８】
こうして、溶融ポリマーが冷却せず、径の微細化がスムーズに行われる必要最小限の熱風を付与したうえで、大量の冷風により発生する負圧により延伸する構成を採用したため、複合紡糸法等によらず直接的に、かつ熱風を大量に消費せずに低コストで、さらに熱風と冷風の風量バランスを適宜調整することで簡単に、非常に径の細い長繊維を得ることができる。
【０００９】
ところで、従来からメルトブロー法により長繊維を得る際には、溶融ポリマーに水蒸気などの冷却用流体を付与することがよく行われている。
このように冷却用流体で紡糸後の繊維を急冷すると、繊維に残存する熱が除去されて、繊維の結晶化が抑制され、繊維の延伸性および柔軟性が向上する。
【００１０】
冷却用流体を付与する方法としては、特許文献４に記載されているように、紡糸ダイより所定距離（通常４０ｍｍから１００ｍｍ）下方に、スプレーなどからなる流体供給装置を配置し、これから繊維に冷却流体を吹き付けることによるのが通常である。
【特許文献１】特開２０００−３３６５１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１４２７号公報
【特許文献３】特開２００３−３３２０号公報
【特許文献４】特開平１０−２０４７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、特許文献１の紡糸ダイにおいても、同様に、さらに微細径で柔軟性のある長繊維を得るためには、冷却用流体を延伸の際に供給して結晶化を抑制することが必要である。
しかし、従来のように、紡糸ダイよりも下方で冷却する構成では、紡出から冷却までにタイムスパンがあるため、その間に繊維に残存する熱により結晶化が進行してしまう問題がある。
よって、繊維の冷却点を繊維の延伸点により近づけることが、結晶化をさらに抑制し、繊維の延伸性、柔軟性をさらに高めるために必要である。
【００１２】
そこでこの発明は、メルトブロー法により紡糸を行う際に、繊維の延伸と繊維の冷却とのタイムスパンを小さくする手段を講じることで、結晶化を抑制し、繊維の径の更なる微細化、柔軟化を実現することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するため、この発明にかかるメルトブロー紡糸装置を以下の構成とした。
すなわち、紡糸ダイを、溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とを有するものとする。
そして、紡糸用エア供給装置により、この紡糸ダイに、冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるようにエアを供給する。
また、冷却用流体供給装置により、この紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じ、各ポリマー通路を流通する溶融ポリマーに冷却用流体を付与する。
【００１４】
この紡糸ダイのポリマー通路のポリマー注入口から、押出機により溶融ポリマーを注入すると、ポリマー通路を下降する溶融ポリマーが熱風吐出スリットの吐き出し口から吐出される熱風と接触しその随伴力により引き出される。
そして、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの風量の差から生じる負圧により、引き出された溶融ポリマーは急激に延伸され、長繊維となってポリマー注出口から送り出される。
この過程において、紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じて送り込まれる冷却用流体により、溶融ポリマーが冷却される。
このように、繊維の紡出と冷却とがほぼ同時におこなわれるため、熱による結晶化が抑制されて延伸性が向上し、一層微細径の柔軟な長繊維を得ることができる。
また、この繊維はクリンプの大きな風合いに優れたものとなる。
そしてこのように結晶化の問題を解決したため、この繊維から不織布を形成すると靭性に非常に優れたものとなる。
【００１５】
ここで、紡糸ダイの熱風吐出スリットと、冷風吐出スリットの両吐き出し口の間があまりに開きすぎると、生じる負圧が小さくなり、延伸性が落ちる。
そのため、熱風吐出スリットと、冷風吐出スリットとの間に位置する冷却用流体供給路の上下の幅は、あまり大きくは取れない。
一方、冷却用流体供給路の上下の幅が狭すぎると、十分な冷却が行われず、繊維に熱が残り、結晶化が進行してしまう。
そこで、冷却用流体供給路のポリマー通路に連通する近傍上下の幅を、１０ｍｍから３０ｍｍに形成すると、冷却流体により十分な冷却が行われ、かつ延伸に十分な負圧が得られる。
【００１６】
冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置を有し、このミスト発生装置によりミスト状にされた冷却用液体を紡糸ダイに送り込むと、ミストは拡散性に優れるため、ポリマーが満遍なく冷却される。
また、溶融ポリマーの冷却後には、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとから吐き出される風量の差により生じる負圧により、このミスト状の冷却用液体は繊維の紡出後にポリマー注出口から外気へと飛ばされ繊維上にほとんど残存しない。
よって、特別な装置等を用いて繊維に残存した冷却用液体を除去する必要がなく、処理が楽であり、コストもかからない。
【００１７】
このようなミスト状の冷却用液体としては、水蒸気を用いると、コストが安く、また仮に繊維に残存しても無害であるため好ましい。
また、冷却用液体として、ミスト状の紡糸油剤を用いると、冷却されるとともに、繊維中に油剤が付与されるため、繊維同士の滑りがよくなって延伸性が向上し、毛羽立ちが防止され、静電気の発生も抑制される。
そして、この紡糸油剤も、残量をコントロールするようにして付与すれば、繊維の後工程で有用となる。
【００１８】
紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、これらは並列する複数のポリマー通路に通じるものとし、この冷却用流体供給スリットの一方または双方に油剤供給装置をつなぐと、一対のスリットに冷却流体を流通させることで複数のポリマー通路を流通する溶融ポリマーを同時に冷却できるため、効率的である。
また、構造が簡単であるため、紡糸ダイの製造コストを削減できる。
なお、冷却用流体供給装置を冷却用流体供給スリットの一方側のみにつないだ場合には、冷却用流体の接触による溶融ポリマーの冷却に偏りが生じる（いわゆる偏冷却状態）ため、特にクリンプの大きな風合いのよい繊維を簡単に得ることができる。
【００１９】
紡糸ダイを、熱風吐出スリットが設けられた上流側ダイと、冷風吐出スリットが設けられた下流側ダイとから構成し、この上下流ダイ相互を、上流側ダイを上側に、下流側ダイを下側にして、所定の間隔を保ってボルト等により連結すると、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間に簡単に冷却用流体供給スリットを形成することができ、製造が容易である。
【００２０】
冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有するものとする。
そして、この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させ、ミスト状の冷却用液体をミスト出口から出た直後に溶融ポリマーに付与するようにすると、ミストがポリマーへ付着する前に大気中に拡散してしまうことが防がれ、無駄なく効率よく繊維の冷却が行われる。
また、供給フードの先端側は縦幅が狭いため、冷却用流体供給スリットに差し込みやすく、横幅が広いため、並列する多数のポリマー通路に一の供給フードでミスト状冷却用液体を送り込むことができるため効率がよい。
そして、供給フードの後端側は、縦幅が広いため、比較的太いパイプ、ホース等を連結することができ、ミスト発生装置から多くの量の冷却用流体を供給することができる。
なお、ここで、冷却用流体供給スリットの一方のみに供給フードを差し込んで冷却すると、上述したように特にクリンプの大きな風合いのよい繊維が得られる。
【００２１】
ここで、供給フードの先端上面のミスト出口からミスト状の冷却用流体を立ち昇らせ、熱風吐出スリットの吐き出し口下端から３ｍｍから８ｍｍの位置より冷却用流体を溶融ポリマーに付与するように調節すると、延伸が開始されるのとほぼ同時に冷却されて結晶化が十分に抑制される。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように、紡糸ダイの熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間に、冷却用流体供給路を設け、この冷却用流体供給路から冷却用流体を送り込み、繊維の延伸とほぼ同時に冷却する構成を採用したため、余熱による繊維の結晶化が抑制され、延伸性が向上し、繊維径の更なる微細化および柔軟化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１に、実施形態にかかるメルトブロー紡糸装置１の全体概略を示すが、メルトブロー法については上述したため、説明を省略する。
【００２４】
図２および図４に示すように、メルトブロー紡糸装置１の紡糸ダイ１０は、上側ダイ１１と下側ダイ１２の２つのブロック状の金属体をボルト１３で連結することにより形成されている。
なお、ボルト１３に代えて支持体を用いてもよい。
【００２５】
まず、図２、図４に示すように、上側ダイ１１には、上面の口の広いポリマー注入口１１ａから下面の開口へとほぼ垂直に連通するポリマー通路１１ｂが幅方向に並列して複数設けられている。
また、ポリマー通路１１ｂの両側には、上側ダイ１１上面の熱風送入口から下面方向へとほぼ垂直に延びる対の熱風通路１１ｃが幅方向に等間隔に並列して複数設けられている。
図示のように、熱風通路１１ｃは、外側と内側の二列からなる。
この熱風通路１１ｃのそれぞれは、その下端で比較的大きな空間である熱風室１１ｄに通じている。
熱風室１１ｄは、上側ダイ１１の内部においてポリマー通路１１ｂの両側に対称に配され、上側ダイ１１の幅方向に延びている。
熱風室１１ｄの内側下端は、上側ダイ１１の下面方向に延びる一対の熱風吐出スリット１１ｅに通じており、この熱風吐出スリット１１ｅは、上側ダイ１１の下面において開放されて吐き出し口１１ｆを形成する。
図示のように、熱風吐出スリット１１ｅは、ポリマー通路１１ｂの下面開口方向に下り勾配をもって傾斜しており、その吐き出し口１１ｆは、ポリマー通路１１ｂの並列する複数の下面開口の両側を挟み込むようにして近接している。
【００２６】
次に、図２および図４に示すように、下側ダイ１２には、上面の開口から下面のポリマー注出口１２ａへとほぼ垂直に連通するポリマー通路１２ｂが、上側ダイ１１のポリマー通路１１ｂに連通するようにして幅方向に並列して複数設けられている。
また、ポリマー通路１２ｂの両側には、下側ダイ１２側面の冷風送入口から内側に向けてほぼ水平に延びる対の冷風通路１２ｃが幅方向に等間隔に並列して複数設けられている。
この冷風通路１２ｃのそれぞれは、その内端で比較的大きな空間である冷風室１２ｄに通じている。
冷風室１２ｄは、下側ダイ１２の内部においてポリマー通路１２ｂの両側に対称に配され、下側ダイ１２の幅方向に延びている。
冷風室１２ｄの内側上端は、下側ダイ１２の下面方向に延びる一対の冷風吐出スリット１２ｅに通じており、この冷風吐出スリット１２ｅは、ポリマー通路１２ｂのポリマー注出口１２ａ近傍において連通して開放され、吐き出し口１２ｆを形成する。
図示のように、冷風吐出スリット１２ｅは、冷風室１２ｄからまずほぼ水平に延び、つぎにポリマー通路１２ｂのポリマー注出口１２ａ方向に下り勾配をもって傾斜しており、その吐き出し口１２ｆは、ポリマー通路１２ｂの並列するポリマー注出口１２ａを両側から挟み込んで連通している。
【００２７】
図２および図４に示すように、上側ダイ１１と下側ダイ１２は所定の間隔Ｄ（１０ｍｍから３０ｍｍ程度）をおいてボルト１３で連結されているため、上側ダイ１１下面と下側ダイ１２上面との間に扁平な空間が形成され、この空間はポリマー通路１１ｂ、１２ｂを外気に開放している。
そのため、この空間は、紡糸ダイ１０の両側面からその内部に、冷却用流体を供給可能な冷却用流体供給スリット１４を形成している。
このように、間隔をおいてボルト１３で連結するだけで、簡単に冷却用流体を供給する通路が形成されることになる。
【００２８】
図１のように、上側ダイ１１の熱風挿入口には、ヒータ２１を介して第一のブロワ２２がつながれ、これにより熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆから熱風を吐出可能となっている。
また、下側ダイ１２の冷風送入口には、直接第二のブロワ２３がつながれ、これにより冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１２ｆから冷風を吐出可能となっている。
これらブロワ２２，２３は、第二のブロワの風量２３が、常に第一のブロワ２２の風量を上回るように制御可能となっており、合わせてエア供給装置２０を形成する。
なお、図示のように、第二のブロワ２３は冷却チャンバ４０にもつながれて、チャンバ４０にも冷風を送り込んでいる。
【００２９】
図１および図４に示すように、紡糸ダイ１０の冷却用流体供給スリット１４には、供給フード７１が、その先端部がポリマー通路１１ｂ、１２ｂに近接するようにして差し込まれている。
図３のように、供給フード７１は、後端から先端に向かい、横幅がなだらかに広がり、縦幅がなだらかに狭まる中空の扁平体である。
供給フード７１の後端には、スリーブ状のミスト入口７１ａが設けられ、先端には、その上面のほぼ全部が開放されたミスト出口７１ｂが設けられている。
図４のように、供給フード７１のミスト入口７１ａには、パイプ、ホース等を介し、液体をミスト状にする周知のミスト発生装置７２がつながれ、さらにこのミスト発生装置には、冷却液槽７３がつながれて冷却用流体供給装置７０を形成している。
冷却液槽７３で冷却され、ミスト発生装置７２に送り込まれた液体は、ミスト状にされ、ミスト入口７１ａから供給フード７１内に送り込まれる。
【００３０】
紡糸装置１の構成は以上のようであり、次にこの装置１を用いて極細の長繊維ｆを紡出する工程について図５を参照しつつ説明する。
【００３１】
まず、紡糸ダイ１０のポリマー注入口１１ａから、押出機３０により溶融したポリマーｐを注入し、熱風送入口および冷風送入口に、それぞれ第一、第二ブロワ２２、２３により熱風および冷風を送り込む。
溶融ポリマーｐは、ポリマー通路１１ｂを下降し、熱風および冷風は、図５中矢印で示すように、熱風吐出スリット１１ｅおよび冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１１ｆ、１２ｆからそれぞれ吐出される。
【００３２】
また、供給フード７１に、冷却液槽７３で冷却され、ミスト発生装置７２でミスト状にされた紡糸油剤ｍをミスト入口７１ａから送り込む。
図５のように、ミスト入口７１ａから送り込まれた紡糸油剤ｍは供給フード７１内で徐々に拡散し、フード先端の上面に設けられたミスト出口７１ｂから立ち昇る。
紡糸油剤ｍは、ポリエステルなど水分に影響されない繊維を紡出する場合には、水溶性油を１０％から１２％程度含有する水溶液（いわゆるエマルジョン）を用い、ナイロン（登録商標）など水分を吸収し、膨張する繊維を紡出する場合には、非水系の紡糸油剤を用いる。
【００３３】
ポリマー通路１１ｂを下降する溶融ポリマーｐは、まず、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆから内側に向かい吐出される熱風との接触による随伴力により、両側から挟み込まれるようにして、上側ダイ１１の下面開口から引き出される。
【００３４】
次に、図５中矢印の長さで示すように、冷風吐出スリット１２ｅの吐き出し口１２ｆからの吐出風量は、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆからの吐出風量を上回るように制御されているため、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに負圧が生じる。
紡糸ダイ１０の冷却用流体供給スリット１４の上下の幅が１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度に形成されているため、両吐き出し口１１ｆ、１２ｆが非常に近接している。
そのため生じる負圧は、非常に大きなものとなっており、この負圧により、熱風に引き出された溶融ポリマーｐは急激に延伸されて長繊維ｆとなる。
【００３５】
また、この際に上側ダイ１１の下面開口から引き出された溶融ポリマーｐには、図示のように、供給フード７１から供給されるミスト状の紡糸油剤ｍが付着し、付着により冷却され、かつ紡糸油剤ｍにコーティングされる。
ここで、図示のように、紡糸油剤ｍのポリマーｐへの付着開始点と、熱風吐出スリット１１ｅの吐き出し口１１ｆとの距離（すなわち、付着開始点と上側ダイ１１下面との距離）ｄは、３ｍｍから８ｍｍ程度であるから、引き出されたとほぼ同時に紡糸油剤が付着する。
この紡糸油剤ｍの付着により冷却され、冷却されることにより結晶化が抑制されるため、ポリマーｐの延伸性が向上し、柔軟性も増す。
そして、油剤の付与により滑りがよくなくため、さらに延伸性が向上し、繊維ｆの毛羽立ちが防止され、静電気の発生も抑制される。
このため、極細の柔軟な長繊維ｆが形成され、紡糸ダイ１０のポリマー注出口１２ａから送り出される。
【００３６】
ここで、紡糸油剤ｍはミスト状であるため、このような繊維ｆの延伸形成後には、ポリマー通路１１ｂ、１２ｂに生じた負圧により、図５で示すように、ポリマー注出口１２ａから飛ばされて繊維ｆから離れ、繊維ｆにほとんど残ることはない。
【００３７】
なお、この実施形態においては、冷却用流体として冷却した紡糸油剤ｍを用いたが、これに代えて水蒸気などを用いてもよい。
水蒸気の場合、紡糸後に仮に繊維に残存したとしても、無害であるため安全であり、後処理の必要もない。
また、実施形態では、両方の冷却流体供給スリット１４から紡糸油剤ｍを供給しているが、片方のみから供給してもよく、その場合、偏冷却状態となるため、特にクリンプの大きな風合いのよい繊維を得ることができる。
【００３８】
また、実施形態では、紡糸ダイ１０を上側ダイ１１と下側ダイ１２とから形成しているが、一体物でもよく、冷却流体を供給する供給路はスリット１４でなくともよく、たとえば、紡糸ダイ１０側面から並列する複数のポリマー通路１１ｂ、１２ｂにそれぞれ個別に通じる並列する円孔型の冷却用流体流通路を設けてもよい。
【００３９】
なお、本発明者がこの紡糸装置１を用いて試作を行ったところ、約０，０３５デニールの極細の長繊維を得ることができた。
また、この紡糸装置１で得た長繊維から不織布を試作したところ、靭性が非常に良好であり、繊維の結晶化を抑制できていることが確認された。
また、この紡糸装置１と、上記特許文献１に記載の紡糸装置とで同じ条件で紡糸を行ったところ、この紡糸装置１により得られた繊維のほうが、特許文献１に記載の紡糸装置により得られた繊維よりも、さらに径が細いことが確認された。
また、これら繊維から平面視同一サイズ、同一重量（同一樹脂量）の不織布を作製し、その厚みを測定したところ、特許文献１に記載の紡糸装置により得られた繊維からなる不織布は、厚みが０．４ｍｍであったのに対し、この発明の紡糸装置１により得られた繊維から成る不織布は、厚みが０．６ｍｍであったため、ボリュームが５０％増しており、クリンプがより大きくなっていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態にかかるメルトブロー紡糸装置の全体図
【図２】紡糸ダイの斜視図
【図３】供給フードの斜視図
【図４】紡糸ダイに供給フードを差し込んだ状態の縦断面図
【図５】紡糸工程の一部拡大図
【符号の説明】
【００４１】
１ メルトブロー紡糸装置
１０ 紡糸ダイ
１１ 上側ダイ
１１ａ ポリマー注入口
１１ｂ ポリマー通路
１１ｃ 熱風通路
１１ｄ 熱風室
１１ｅ 熱風吐出スリット
１１ｆ 吐き出し口
１２ 下側ダイ
１２ａ ポリマー注出口
１２ｂ ポリマー通路
１２ｃ 冷風通路
１２ｄ 冷風室
１２ｅ 冷風吐出スリット
１２ｆ 吐き出し口
１３ ボルト
１４ 冷却用流体供給スリット
２０ 紡糸用エア供給装置
２１ ヒータ
２２ 第一のブロワ
２３ 第二のブロワ
３０ 押出機
３１ ホッパ
４０ 冷却チャンバ
５０ ガイドロール
６０ 巻き取り機
７０ 冷却用流体供給装置
７１ 供給フード
７１ａ ミスト入口
７１ｂ ミスト出口
７２ ミスト発生装置
７３ 冷却液槽
ｐ 溶融ポリマー
ｆ 長繊維
ｍ ミスト状紡糸油剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とが設けられた紡糸ダイと、
この紡糸ダイに、冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大となるようにエアを供給する紡糸用エア供給装置と、
この紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じ、各ポリマー通路を流通する溶融ポリマーに冷却用流体を付与する冷却用流体供給装置とからなるメルトブロー紡糸装置。
【請求項２】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路の、ポリマー通路に連通する近傍の上下の幅を、１０ｍｍから３０ｍｍに形成した請求項１に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項３】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置を有し、このミスト発生装置により冷却用液体をミスト状に形成し、紡糸ダイに送り込む請求項１または２に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項４】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、これらは並列する複数のポリマー通路に連通するものとし、
この冷却用流体供給スリットの一方または双方に冷却用流体供給装置をつないだ請求項１から３のいずれかに記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項５】
上記紡糸ダイは、熱風吐出スリットが設けられた上流側ダイと、冷風吐出スリットが設けられた下流側ダイとからなり、
この上下流ダイ相互を、上流側ダイを上側に、下流側ダイを下側にして、所定の間隔を置いて連結することにより、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間に冷却用流体供給スリットが形成される請求項４に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項６】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有し、
この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させた請求項４または５に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項７】
溶融ポリマーをポリマー注入口から、下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とが設けられた紡糸ダイの、ポリマー通路のポリマー注入口から、溶融ポリマーを押出機により注入する工程と、
冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるように制御して紡糸ダイにエアを供給し、溶融ポリマーを延伸して繊維に紡出する工程と、
紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じて冷却用流体を送り込み溶融ポリマーに付与する工程とからなるメルトブロー紡糸方法。
【請求項８】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、この冷却用流体供給スリットは、並列する複数のポリマー通路に通じるものとし、
この冷却用流体供給スリットの一方または双方から冷却用流体を送り込み、溶融ポリマーに付与する請求項７に記載のメルトブロー紡糸方法。
【請求項９】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有し、
この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させ、先端上面のミスト出口からミスト状の冷却用流体を立ち昇らせ、
熱風吐出スリットの吐き出し口下端から３ｍｍから８ｍｍの位置より冷却用流体を溶融ポリマーに付与する請求項７または８に記載のメルトブロー紡糸方法。
【請求項１０】
上記冷却用流体として水蒸気を用いる請求項７から９のいずれかに記載のメルトブロー式紡糸方法。
【請求項１１】
上記冷却用流体としてミスト状の紡糸油剤を用いる請求項７から９のいずれかに記載のメルトブロー紡糸方法。
【請求項１】
溶融ポリマーをポリマー注入口から下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配を持って傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とが設けられた紡糸ダイと、
この紡糸ダイに、冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大となるようにエアを供給する紡糸用エア供給装置と、
この紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じ、各ポリマー通路を流通する溶融ポリマーに冷却用流体を付与する冷却用流体供給装置とからなるメルトブロー紡糸装置。
【請求項２】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路の、ポリマー通路に連通する近傍の上下の幅を、１０ｍｍから３０ｍｍに形成した請求項１に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項３】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置を有し、このミスト発生装置により冷却用液体をミスト状に形成し、紡糸ダイに送り込む請求項１または２に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項４】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、これらは並列する複数のポリマー通路に連通するものとし、
この冷却用流体供給スリットの一方または双方に冷却用流体供給装置をつないだ請求項１から３のいずれかに記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項５】
上記紡糸ダイは、熱風吐出スリットが設けられた上流側ダイと、冷風吐出スリットが設けられた下流側ダイとからなり、
この上下流ダイ相互を、上流側ダイを上側に、下流側ダイを下側にして、所定の間隔を置いて連結することにより、熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間に冷却用流体供給スリットが形成される請求項４に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項６】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有し、
この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させた請求項４または５に記載のメルトブロー紡糸装置。
【請求項７】
溶融ポリマーをポリマー注入口から、下端のポリマー注出口に向けて流通させる並列する複数のポリマー通路と、
熱風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路上流側の一対の熱風吐出スリットと、
冷風を吐出させる吐き出し口に向けて下り勾配をもって傾斜し、この吐き出し口がポリマー通路の下端近傍の両側において対向するポリマー通路下流側の一対の冷風吐出スリットと、
熱風吐出スリットと冷風吐出スリットとの間にあって、ポリマー通路に冷却用流体を供給する冷却用流体供給路とが設けられた紡糸ダイの、ポリマー通路のポリマー注入口から、溶融ポリマーを押出機により注入する工程と、
冷風吐出スリットの吐出風量が、熱風吐出スリットの吐出風量より大になるように制御して紡糸ダイにエアを供給し、溶融ポリマーを延伸して繊維に紡出する工程と、
紡糸ダイの冷却用流体供給路を通じて冷却用流体を送り込み溶融ポリマーに付与する工程とからなるメルトブロー紡糸方法。
【請求項８】
上記紡糸ダイの冷却用流体供給路を、並列するポリマー通路を中心としてその両側に対向する一対の冷却用流体供給スリットとし、この冷却用流体供給スリットは、並列する複数のポリマー通路に通じるものとし、
この冷却用流体供給スリットの一方または双方から冷却用流体を送り込み、溶融ポリマーに付与する請求項７に記載のメルトブロー紡糸方法。
【請求項９】
上記冷却用流体供給装置は、ミスト発生装置と、このミスト発生装置に後端のミスト入口が連結され、先端の上面ほぼ全部が開放されたミスト出口に向かい横幅が広がり、縦幅が狭まる中空の扁平な供給フードとを有し、
この供給フードを紡糸ダイの冷却用流体供給スリットの一方または双方に差し込み、ミスト出口をポリマー通路に近接させ、先端上面のミスト出口からミスト状の冷却用流体を立ち昇らせ、
熱風吐出スリットの吐き出し口下端から３ｍｍから８ｍｍの位置より冷却用流体を溶融ポリマーに付与する請求項７または８に記載のメルトブロー紡糸方法。
【請求項１０】
上記冷却用流体として水蒸気を用いる請求項７から９のいずれかに記載のメルトブロー式紡糸方法。
【請求項１１】
上記冷却用流体としてミスト状の紡糸油剤を用いる請求項７から９のいずれかに記載のメルトブロー紡糸方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３８２６９（Ｐ２００８−３８２６９Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１０８５６（Ｐ２００６−２１０８５６）
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（５９９０６９７０３）有限会社末富エンジニアリング (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（５９９０６９７０３）有限会社末富エンジニアリング (5)
【Ｆターム（参考）】
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