熔融纺丝装置及无纺布的制造方法与流程

本公开涉及熔融纺丝装置以及无纺布的制造方法。

背景技术：

作为纺粘无纺布的制造方法，存在下述方法：将纺丝后的长丝利用导入至冷却室的冷却风进行冷却之后，将冷却风直接作为拉伸风使其通过喷嘴并引出，散布于网状带上。

在纺粘无纺布的制造工序中，通过对于从纺丝喷嘴熔融纺丝出的多个连续长丝吹送冷却风，从而将长丝进行冷却。此时，在为了提高生产率而增多长丝的排出量的情况下，与此相伴，需要充分量的冷却风。如果冷却风少，则长丝的冷却变得不充分，网中易于产生树脂块(shot)。另一方面，如果冷却风多，则易于因过冷而产生断丝。

因此，提出了即使增多冷却风也不产生断丝，并且能够不降低生产率而减小纤维直径，且能够稳定地制造无纺布的无纺布的制造方法以及装置(例如，参照专利文献1)。具体而言，专利文献1中，提出了将导入至冷却室的冷却风沿上下方向至少分割成2段，使最下段的冷却风的风速比最上段的冷却风的风速大的无纺布的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-317372号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1中提出的无纺布的制造方法和装置中，存在无纺布整体的质量分布的均匀性(质地)易于变差，易于产生所谓丝摇摆这样的问题。

本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于提供能够抑制断丝和丝摇摆的熔融纺丝装置、以及使用了该装置的无纺布的制造方法。

用于解决课题的方法

用于解决上述课题的方法包括以下方式。

＜1＞一种熔融纺丝装置，具备：

纺出部，其具备纺出长丝的多个纺丝喷嘴；

冷却部，其将从上述纺丝喷嘴纺出的长丝进行冷却；以及

冷却风供给部，其面向上述冷却部，隔着透气性隔壁将冷却风供给至上述冷却部，

上述冷却风供给部具备隔着隔壁在铅直方向上分割成2段的铅直上侧的第1冷却风供给部和铅直下侧的第2冷却风供给部，在上述隔壁的面向上述透气性隔壁的端部与上述透气性隔壁中面向上述隔壁一侧的面之间具有间隙，上述间隙的距离(距离a)为55mm以下。

＜2＞根据＜1＞所述的熔融纺丝装置，上述距离a为5mm以上。

＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的熔融纺丝装置，从上述纺出部的设置有纺丝喷嘴的喷嘴面至上述隔壁为止的距离(距离b)相对于上述距离a之比(距离b/距离a)为5～50。

＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的熔融纺丝装置，上述第2冷却风供给部的高度(h2)相对于上述第1冷却风供给部的高度(h1)之比为0.5～1.5。

＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的熔融纺丝装置，上述透气性隔壁的厚度为10mm～50mm。

＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的熔融纺丝装置，上述透气性隔壁的厚度相对于上述距离a之比(透气性隔壁的厚度/距离a)为0.5～5.0。

＜7＞根据＜1＞～＜6＞中任一项所述的熔融纺丝装置，上述透气性隔壁具有蜂窝形状。

＜8＞根据＜1＞～＜7＞中任一项所述的熔融纺丝装置，上述冷却风供给部在与上述透气性隔壁相比靠近冷却风供给方向的上游侧具备整流板，所述整流板对供给至上述冷却部的冷却风进行整流。

＜9＞根据＜1＞～＜8＞中任一项所述的熔融纺丝装置，具备：第1控制部，其将供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的温度控制为10℃～40℃，以及将供给至上述第2冷却风供给部的冷却风的温度控制为比供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的温度高10℃以上，且为30℃～70℃。

＜10＞根据＜1＞～＜9＞中任一项所述的熔融纺丝装置，具备：第2控制部，其将供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的平均风速(v1)相对于供给至上述第2冷却风供给部的冷却风的平均风速(v2)之比(v1/v2)控制为超过0且为0.7以下。

＜11＞根据＜1＞～＜10＞中任一项所述的熔融纺丝装置，其进一步具备将利用上述冷却部冷却后的长丝进行拉伸的拉伸部，

从上述纺出部的设置有纺丝喷嘴的喷嘴面至上述隔壁为止的距离(距离b)相对于从上述纺出部的设置有纺丝喷嘴的喷嘴面至上述拉伸部的入口为止的距离(距离c)之比(距离b/距离c)为0.2～0.8。

＜12＞根据＜1＞～＜11＞中任一项所述的熔融纺丝装置，其进一步具备将冷却和拉伸后的长丝进行捕集而形成无纺织网的捕集部，用于纺粘无纺布的制造。

＜13＞一种无纺布的制造方法，其使用＜1＞～＜12＞中任一项所述的熔融纺丝装置，由从上述多个纺丝喷嘴纺出的长丝制造无纺布。

＜14＞根据＜13＞所述的无纺布的制造方法，供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的温度为10℃～40℃，供给至上述第2冷却风供给部的冷却风的温度比供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的温度高10℃以上，且为30℃～70℃。

＜15＞根据＜13＞或＜14＞所述的无纺布的制造方法，供给至上述第1冷却风供给部的冷却风的平均风速(v1)相对于供给至上述第2冷却风供给部的冷却风的平均风速(v2)之比(v1/v2)超过0且为0.7以下。

＜16＞根据＜13＞～＜15＞中任一项所述的无纺布的制造方法，上述长丝包含丙烯系聚合物。

发明的效果

本公开能够提供能抑制断丝和丝摇摆的熔融纺丝装置、以及使用了该装置的无纺布的制造方法。

附图说明

图1为表示本公开的熔融纺丝装置的局部截面的概略构成图。

图2为表示实施例1～3的冷却风供给部的高度与冷却风的风速(出口值)的关系的图表。

图3为表示实施例1～3和比较例1～6的冷却风供给部的高度与冷却风的风速(出口值)的关系的图表。

具体实施方式

以下，对于本发明的具体实施方式进行详细说明，本发明并不受以下实施方式的任何限定，在本发明的目的的范围内，能够施加适当变更进行实施。

在本公开中，使用“～”来表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。

本公开中分阶段记载的数值范围中，一个数值范围中记载的上限值或下限值可以替换为其它阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。此外，本公开中记载的数值范围中，该数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。

在本公开中，在参照附图说明实施方式的情况下，该实施方式的构成并不限定于附图所示的构成。此外，各图中的构件的大小为概念性的大小，构件间的大小的相对的关系并不限定于此。

[熔融纺丝装置]

本公开的熔融纺丝装置具备：纺出部，其具备纺出长丝的多个纺丝喷嘴；冷却部，其将从上述纺丝喷嘴纺出的长丝进行冷却；以及冷却风供给部，其面向上述冷却部，隔着透气性隔壁将冷却风供给至上述冷却部，上述冷却风供给部具备隔着隔壁在铅直方向上分割成2段的铅直上侧的第1冷却风供给部和铅直下侧的第2冷却风供给部，在上述隔壁的面向上述透气性隔壁的端部与上述透气性隔壁中面向上述隔壁一侧的面之间具有间隙，上述间隙的距离(距离a)为55mm以下。

本公开的熔融纺丝装置具备冷却风供给部，所述冷却风供给部具备隔着隔壁在铅直方向上分割成2段的铅直上侧的第1冷却风供给部和铅直下侧的第2冷却风供给部，在隔壁的面向透气性隔壁的端部与透气性隔壁中面向隔壁一侧的面之间具有间隙，而且，间隙的距离(距离a)为55mm以下。由此可推测，能够减小铅直上侧的第1冷却风供给部与铅直下侧的第2冷却风供给部在冷却部内的边界处的冷却风的风速差，由于在该边界附近可将风速差小的冷却风供给至长丝，因此由风速不同的冷却风混合所引起的紊乱得以抑制，从而能够抑制断丝和丝摇摆。

以下，使用图1对于本公开的熔融纺丝装置的构成进行说明。如图1所示那样，熔融纺丝装置100具备纺出部1、冷却室(冷却部)3、冷却风供给部4、透气性隔壁8以及拉伸部9。此外，冷却风供给部4隔着隔壁7而分割成2段，具备铅直上侧的第1冷却风供给部5以及铅直下侧的第2冷却风供给部6。进而，在隔壁7的面向透气性隔壁6的端部与透气性隔壁6中面向隔壁7一侧的面之间具有间隙。

熔融纺丝装置100为将供给至纺出部1的树脂组合物从多个纺丝喷嘴排出至冷却室3内，使排出的长丝冷却和拉伸的装置。此外，熔融纺丝装置100可以为用于制造纺粘无纺布的装置，例如，可以具备使冷却和拉伸后的长丝堆积而形成无纺织网的捕集部，可以具备将无纺织网进行加热加压处理的交织部。

熔融纺丝装置100具备纺出部1，所述纺出部1具备纺出长丝的多个纺丝喷嘴。向纺出部1中，例如供给利用挤出机熔融混炼后的树脂组合物，供给至纺出部1的树脂组合物从设置于喷嘴面2的多个纺丝喷嘴以长丝的形式被排出至冷却室3内。

作为树脂组合物，只要是包含无纺布的制造所使用的树脂即可。作为无纺布的制造所使用的树脂，可举出例如，聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等。其中，从生产率优异方面考虑，优选为聚烯烃树脂，更优选为丙烯系聚合物。

作为丙烯系聚合物，只要是包含丙烯作为构成单元的聚合物即可，可以为丙烯均聚物，可以为丙烯无规共聚物，也可以为它们的混合物。

作为丙烯无规共聚物，优选为丙烯相对于全部构成单元的含有率为50摩尔％以上的无规共聚物。作为丙烯无规共聚物，优选为丙烯-α-烯烃无规共聚物。

作为丙烯无规共聚物，丙烯相对于全部构成单元的含有率优选为70摩尔％～99.5摩尔％，更优选为80摩尔％～98摩尔％，进一步优选为90摩尔％～96摩尔％。

作为α-烯烃，优选为将丙烯除外的碳原子数为2以上的α-烯烃，更优选为碳原子数为2或4～8的α-烯烃，进一步优选为作为碳原子数2的α-烯烃的乙烯。

作为具体的α-烯烃，可举出乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等。

α-烯烃可以为单独1种，或可以并用2种以上。

作为树脂组合物，包含无纺布的制造所使用的树脂的同时，还可以包含其它成分。作为其它成分，可举出例如，其它聚合物、有机过氧化物、表面活性剂、着色剂、磷系、酚系等的抗氧化剂、苯并三唑系等的耐候稳定剂、受阻胺系等的耐光稳定剂、防粘连剂、硬脂酸钙等分散剂、润滑剂、成核剂、颜料、柔软剂、亲水剂、拨水剂、助剂、拨水剂、填充剂、抗菌剂、农药、防虫剂、药剂、天然油、合成油等。

熔融纺丝装置100具备将从纺丝喷嘴纺出的长丝进行冷却的冷却室3。在冷却室3内，隔着透气性隔壁8，从冷却风供给部4供给冷却风，通过所供给的冷却风来冷却长丝。此外，在作为冷却室3上部的喷嘴面2与冷却风供给部4之间，可以安装用于将低分子量聚合物的蒸气排出的排气喷嘴。

熔融纺丝装置100具备冷却风供给部4，所述冷却风供给部4面向冷却室3，隔着透气性隔壁8将冷却风供给至冷却室3。冷却风供给部4具备在铅直方向上分割成2段的铅直上侧的第1冷却风供给部5和铅直下侧的第2冷却风供给部6。如图1所示那样，第1冷却风供给部5和第2冷却风供给部6沿图1中的箭头方向供给冷却风。

如图1所示那样，冷却风供给部4从相对的两个方向隔着透气性隔壁8将冷却风分别供给至冷却室3。

冷却风供给部4可以在与透气性隔壁8相比靠近冷却风供给方向的上游侧具备整流板，所述整流板对供给至冷却室3的冷却风进行整流。由此，能够调整供给至冷却室3的冷却风的方向，进一步适当地抑制断丝和丝摇摆。

如果使冷却风供给部4的宽度为l(m)，使冷却风供给部4的高度为h(m)，使间隙的距离为d(mm)，则优选(l×h)/d满足0.056以上。这里，冷却风供给部4的高度h相当于图1中的h1+h2+隔壁7的厚度，冷却风供给部4的宽度为：与图1中的冷却风的供给方向和冷却风供给部4的高度正交的方向的除去冷却风供给部4外壁后的内侧的长度。

此外，冷却风供给部4的宽度l和冷却风供给部4的高度h是指冷却风供给部4的冷却风出口处的宽度和高度。因此，(l×h)是指冷却风供给部4的冷却风出口处的冷却风通过的面的面积，(l×h)/d是指该面积相对于间隙的距离d的比率。

(l×h)/d可以为0.056～0.614，也可以为0.112～0.448。通过使(l×h)/d为0.056以上，从而能够进一步适当地抑制断丝，通过使(l×h)/d为0.614以下，从而能够进一步适当地抑制丝摇摆。

从进一步适当地抑制断丝的方面考虑，间隙的距离d可以为50mm以下，可以为45mm以下，也可以为40mm以下。

此外，关于间隙的距离d，只要存在间隙，则数值没有特别限定，从进一步适当地抑制丝摇摆的方面考虑，可以为5mm以上，也可以为10mm以上。

冷却风供给部4的宽度l没有特别限定，可以为3m～7m，也可以为4m～6m。此外，冷却风供给部4的高度也没有特别限定，可以为0.4m～1.0m，也可以为0.6m～0.8m。

从喷嘴面2至隔壁7为止的距离(距离b)相对于作为间隙的距离d的距离a之比(距离b/距离a)可以为5～50。

第2冷却风供给部6的高度(h2)相对于第1冷却风供给部5的高度(h1)之比可以为0.5～1.5，也可以为0.8～1.2。

熔融纺丝装置100可以进一步具备第1控制部，所述第1控制部控制供给至第1冷却风供给部5的冷却风的温度(第1温度)和供给至第2冷却风供给部6的冷却风的温度(第2温度)。

另外，上述第1温度是指第1冷却风供给部5的入口处的冷却风的温度，上述第2温度是指第2冷却风供给部6的入口处的冷却风的温度。

从进一步适当地抑制断丝的方面考虑，第1控制部优选控制为第2温度比第1温度高，更优选将第1温度控制为10℃～40℃，以及将第2温度控制为比第1温度高10℃以上，且为30℃～70℃。

熔融纺丝装置100可以进一步具备第2控制部，所述第2控制部控制供给至第1冷却风供给部5的冷却风的平均风速(v1)和供给至第2冷却风供给部6的冷却风的平均风速(v2)。第2控制部与第1控制部可以相同，也可以不同。

另外，v1是指第1冷却风供给部5的入口处的冷却风的平均风速，v2是指第2冷却风供给部6的入口处的冷却风的平均风速。

从适当地抑制断丝的方面考虑，第2控制部优选将冷却风的平均风速控制为v2大于v1。

从进一步适当地抑制断丝的方面考虑，第2控制部优选将v1相对于v2之比(v1/v2)控制为超过0且为0.7以下，更优选控制为0.01≤v1/v2≤0.5，进一步优选控制为0.05≤v1/v2≤0.4。

熔融纺丝装置100具备将冷却风供给部4与冷却室3隔开的透气性隔壁8。由于透气性隔壁8具有透气性，因此从冷却风供给部4供给的冷却风隔着透气性隔壁8被导入至冷却室3内。

透气性隔壁8只要是具有透气性的隔壁，就没有特别限定，从冷却风的整流的方面考虑，优选具有四边形等格子形状、六边形、八边形等蜂窝形状，更优选具有蜂窝形状。

从强度和冷却风的整流的方面考虑，透气性隔壁8的厚度优选为10mm～50mm，更优选为20mm～40mm。

透气性隔壁的厚度相对于距离a之比(透气性隔壁的厚度/距离a)优选为0.5～5.0，更优选为0.5～1.5，进一步优选为0.8～1.2。

熔融纺丝装置100进一步具备将利用冷却室3冷却后的长丝进行拉伸的拉伸部9。拉伸部9配置于冷却室3的铅直下侧，为从左右两侧缩小的细的窄路。冷却风在拉伸部9增加风速而成为拉伸风，将冷却后的长丝拉伸。

从喷嘴面2至隔壁7为止的距离(距离b)相对于从喷嘴面2至拉伸部9的入口为止的距离(距离c)之比(距离b/距离c)优选为0.2～0.8，更优选为0.2～0.6。

[无纺布的制造方法]

本公开的无纺布的制造方法为使用上述本公开的熔融纺丝装置，由从多个纺丝喷嘴纺出的长丝制造无纺布的方法。通过该方法，能够获得断丝和丝摇摆得以抑制的无纺布。

本公开的无纺布的制造方法例如，可以包括下述工序：将供给至纺出部的树脂组合物从多个纺丝喷嘴排出至冷却部内的工序；将被排出的长丝进行冷却的工序；将冷却后的长丝进行拉伸的工序；以及捕集拉伸后的长丝而形成无纺织网的工序。进而，本公开的无纺布的制造方法可以包含对无纺织网进行加热加压处理的工序。

从进一步适当地抑制断丝的方面考虑，优选供给至第1冷却风供给部的冷却风的温度为10℃～40℃，供给至第2冷却风供给部的冷却风的温度比供给至第1冷却风供给部的冷却风的温度高10℃以上，且为30℃～70℃。

从适当地抑制断丝的方面考虑，优选供给至第2冷却风供给部的冷却风的平均风速(v2)大于供给至第1冷却风供给部的冷却风的平均风速(v1)。此外，从进一步适当地抑制断丝的方面考虑，v1相对于v2之比(v1/v2)优选超过0且为0.7以下，更优选为0.01≤v1/v2≤0.5，进一步优选为0.05≤v1/v2≤0.4。

进而，可以通过控制v1和v2，来调节从第1冷却风供给部供给至冷却部的冷却风的平均风速(v1’)和从第2冷却风供给部供给至冷却部的冷却风的平均风速(v2’)。例如，通过控制v1和v2，可以将v1’相对于v2’之比(v1’/v2’)调节为超过0且为0.7以下，可以调节为0.01≤v1’/v2’≤0.5，也可以调节为0.1≤v1’/v2’≤0.5。

实施例

以下，通过实施例进一步具体地说明本发明，但是本发明只要不超过其主旨，就并不限定于以下实施例。

[实施例1～3和比较例1～6]

使用图1所示的熔融纺丝装置进行无纺布的制造。作为无纺布的制造所使用的树脂，使用按照astmd1238，以载荷2.16kg、温度230℃测定得到的熔体流动速率为60g/10分钟的丙烯均聚物。此外，将树脂的熔融温度设为200℃，将从纺丝喷嘴的单孔排出量设为0.57g/min，冷却风的风速如表1所示。上段冷却风的温度和下段冷却风的温度为23℃，下段冷却风供给部(第2冷却风供给部)的高度(h2)相对于上段冷却风供给部(第1冷却风供给部)的高度(h1)之比为1，距离b/距离c为0.47。此外，隔壁的厚度为上段冷却风供给部的高度的16分之1。

另外，表1所示的供给部入口值是指供给至上段冷却风供给部或下段冷却风供给部的入口的冷却风的平均风速值。

此外，表1所示的供给部出口值是指从上段冷却风供给部或下段冷却风供给部的出口(透气性隔壁)排出的冷却风的平均风速值。

这里，风速测定使用了kanomax公司制的anemomaster风速计(model6114)。

对于实施例1～3和比较例1～6，将表示冷却风供给部的高度与冷却风风速(出口值)的关系的图表示于图2和图3中。另外，图2和图3中，关于冷却风供给部的高度位置，上段冷却风供给部的上端高度位置对应于图表的纵轴上端，下段冷却风供给部的下端高度位置对应于图表的纵轴下端，以及隔膜的高度位置对应于图表的纵轴中央。

对于由实施例1～3和比较例1～6获得的无纺布，为了评价纺丝性，评价了断丝和丝摇摆。

＜断丝＞

断丝通过将熔融混炼后的丙烯均聚物连续纺丝成型10分钟时的观察结果来进行评价。将结果示于表1中。

-评价基准-

a：没有断丝

b：有断丝

＜丝摇摆＞

丝摇摆通过将熔融混炼后的丙烯均聚物进行纺丝成型，观察上述冷却部中的距喷嘴面为距离b的位置(设置有隔壁的高度位置)处的丝摇摆状态来进行评价。将结果示于表1中。

-评价基准-

a：没有丝摇摆(长丝摇摆的摇摆幅度没有与相邻的长丝接触的可能性)

b：有丝摇摆(长丝摇摆的摇摆幅度有与相邻的长丝接触的可能性)

[表1]

如表1和图2、3所示那样，在实施例1～3中，与比较例1～6相比，上下段风速差(从上段的最大风速减去下段的最大风速的值)小，断丝和丝摇摆得以抑制。

符号说明

1：纺出部，2：喷嘴面，3：冷却室(冷却部)，4：冷却风供给部，5：第1冷却风供给部，6：第2冷却风供给部，7：隔壁，8：透气性隔壁，9：拉伸部，10：长丝，100：熔融纺丝装置。