特許 7576718 マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法、マイクロ波ヒートシール装置及び不織布製造設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-23

(45)【発行日】2024-10-31

(54)【発明の名称】マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法、マイクロ波ヒートシール装置及び不織布製造設備

(51)【国際特許分類】

   D04H 1/554 20120101AFI20241024BHJP

   D04H 1/724 20120101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

D04H1/554

D04H1/724

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023579447

(86)(22)【出願日】2023-03-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(86)【国際出願番号】 CN2023083629

(87)【国際公開番号】W WO2023185669

(87)【国際公開日】2023-10-05

【審査請求日】2023-12-21

(31)【優先権主張番号】202210316584.8

(32)【優先日】2022-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523481182

【氏名又は名称】厦門当盛新材料有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＸＩＡＭＥＮ ＤＡＮＧＳＨＥＮＧ ＮＥＷ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＣＯ．， ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】１０１， Ｎｏ．１７－２ Ｆｅｎｇｓｈａｎ Ｎｏｒｔｈ Ｆｉｆｔｈ Ｒｏａｄ， Ｈａｉｃａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｘｉａｍｅｎ， Ｆｕｊｉａｎ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100205936

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 海龍

(74)【代理人】

【識別番号】100132805

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 貴之

(72)【発明者】

【氏名】羅 章生

(72)【発明者】

【氏名】朱 慧飛

(72)【発明者】

【氏名】何 力軍

【審査官】斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０００－５１６６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３２１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５８－０３７４２８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００３－０５２４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０５２８１７２（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１０８２３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０８４５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４７０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２８７８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００３－００８６４０１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２１８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１５７４４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５６２５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｈ １／００ － １８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓ１であって、トウを収集及び積層して不織布前駆体とし、不織布前駆体に、マイクロ波のエネルギーを吸収してそれを熱エネルギーに変換するためのマイクロ波加熱液を加えるステップと、
Ｓ２であって、Ｓ１で得られた不織布前駆体にマイクロ波加熱処理を行い、マイクロ波加熱後の不織布の熱プレス成形を行うステップとを含み、
前記マイクロ波加熱液は、マイクロ波エネルギーの吸収能力の強い極性溶媒であることを特徴とするマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項2】

前記マイクロ波加熱液の表面張力は、２０～７３ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項3】

前記マイクロ波加熱液の常圧における沸点は、前記不織布の融点以上であり、又は、前記マイクロ波加熱液の常圧における沸点は、不織布の融点±１０℃であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項4】

前記マイクロ波加熱液は、アルコール、カルボン酸、水のうちの１つ又は複数の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項5】

前記マイクロ波加熱液は、１－ペンタノール及びエタノールからなり、
前記１－ペンタノールとエタノールの質量比は（４０～９５）：１０であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項6】

Ｓ２で、前記マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波周波数は３００～２５０００ＭＨｚであり、マイクロ波加熱処理室内のマイクロ波加熱液の沸点は、不織布の融点±５℃であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項7】

不織布前駆体にマイクロ波加熱液を加える前に、不織布前駆体に予圧成形処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項8】

前記トウの素材は、ポリエチレンであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法を実現するためのマイクロ波ヒートシール装置であって、
マイクロ波遮断箱体と、マイクロ波発生装置と、不織布前駆体にマイクロ波加熱液をスプレーするためのスプレー装置とを含み、前記マイクロ波発生装置及びスプレー装置は、マイクロ波遮断箱体内に配置されることを特徴とするマイクロ波ヒートシール装置。

【請求項10】

フラッシュ紡糸のトウ製造装置と、マイクロ波ヒートシール装置とを含み、
前記マイクロ波ヒートシール装置として請求項９に記載のマイクロ波ヒートシール装置を採用することを特徴とする不織布製造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フラッシュ紡糸の技術分野に関し、特に、マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法、マイクロ波ヒートシール装置及び不織布製造設備に関する。

【背景技術】

【0002】

不織布は、方向性のある又はランダムな繊維によって構成されており、防湿性と通気性を備え、柔らかで、軽量で、不燃性であり、分解しやすく、無毒と刺激性がなく、カラフルで、低価格で、リサイクルが可能であるなどの特徴を有する。

【0003】

不織布は、一般的に化学繊維又は植物繊維を原料とするが、現在、フラッシュ紡糸も不織布原料の１つである。フラッシュ紡糸とは、ポリマー溶液をその溶媒の沸点以上で高圧に押し出し、押し出された溶液の細い流れから、圧力が急激に低下する時に溶媒がフラッシュして、ポリマーが固化して繊維になることを指す。溶媒フラッシュによりポリマーを冷却して固化させて繊維を形成させる紡糸方法は、溶液フラッシュ紡糸とも呼ばれ、ただし、フラッシュ紡糸の製造では、ポリマー及び溶媒が溶媒の沸点以上で分解せず、且つ溶媒が蒸発しやすいことが求められる。

【0004】

フラッシュ紡糸技術は、不織布の生産方法として、主な過程は、ポリマーを溶媒に溶解し、高分子溶液を形成させた後、紡糸口金から温度又は圧力が元と異なる誘電領域に吐出して、液体の細い流れを形成させ、細い流れの中の溶媒がフラッシュして元の細い流れの形態が変わり、そして熱を連れ出すと、溶質であるポリマーが析出した後に急速に冷却して、溶媒ガス流、及び微細な三次元網目構造を備えるトウ（フィラメント束）を形成させ、即ち、紡糸溶液が紡糸口金から離れる時に、溶媒が急速に蒸発して、ミクロン又はサブミクロンの細さのモノフィラメントからなる網目構造の長繊維トウを生成し、次に、特定の方法でこれらのトウを沈殿させて収集して、その熱プレス成形を行うと不織布を得ることができる。

【0005】

トウを沈殿させて収集して、その熱プレス成形を行って不織布を得る方法として、従来のフラッシュ紡糸不織布の熱プレスローラー成形方法は簡単であるが、製品は層化しやすく、層化・剥離強度が低く、これは成形されたフラッシュ紡糸不織布原料（典型的なのは、例えば、フラッシュ紡糸ポリエチレン）の熱伝導性が一般に不良であり、フラッシュ紡糸不織布の表層と中間層との間に温度勾配があるため、フラッシュ紡糸不織布におけるトウの表層の結束力は中間層より大きいためである。

【0006】

上記のフラッシュ紡糸不織布の熱プレスローラー成形方法の欠点を克服するために、当分野では代わりにマイクロ波加熱方法が採用され、マイクロ波加熱方法を採用する最も大きな特徴は、マイクロ波は被加熱物の内部で発生され、熱源は物体の内部に由来し、均一に加熱し、「外は焼けたが中は生焼けである」ような中途半端な出来はなく、製品の品質を向上させるために役立つとともに、「内外同時加熱」により加熱時間が大幅に短縮され、加熱効率は高く、製品の生産量を向上させるために役立つことである。マイクロ波加熱は慣性が非常に小さいため、温度昇降の急速な制御を実現でき、連続生産及び自動制御のために役立つ。フラッシュ紡糸不織布成形プロセスで従来のプロセスの熱プレスローラー加熱の代わりにマイクロ波加熱を採用するのは製品の剥離強度の向上につながる。

【0007】

しかし、不織布によく使用される原料の特性（例えば、ポリエチレンフラッシュ紡糸）により、一部の不織布にはマイクロ波エネルギーの吸収能力が弱いという問題があり、これは不織布におけるマイクロ波加熱の均一性に影響を与え、不織布の成形過程でマイクロ波加熱の均一性が悪いと、不織布の表面と内部の温度勾配は大きくなり、不織布の層化・剥離強度は悪くなる。

【0008】

授権公告号がＣＮ１０７５１３１９６Ｂで、公開日が２０１７年１２月２６日である中国発明特許にはマイクロ波を使用してポリマーを効率的に加熱する方法が開示され、効率的な波吸収特性を備える少量の誘電損失セラミック材料をポリマー又はそのモノマー又はオリゴマーに添加することにより、マイクロ波によって加熱できない従来の低誘電損失のマイクロ波透過性ポリマー及びそのモノマーとオリゴマーは、マイクロ波の作用で、急速に加熱され得る。しかし、フラッシュ紡糸システムでは、高分子溶液の成分配合比及びプロセス条件が厳しいため、開示された当該形態どおりに直接、紡糸システムに効率的な波吸収特性を備える誘電損失セラミック材料を加えるのは難しく、効率的な波吸収特性を備える適切な誘電損失セラミック材料をスクリーニングして不織布の製造に用いるのも難しい。

【発明の概要】

【0009】

本発明は、上記の背景技術で言及された従来の不織布は層化・剥離強度が不十分であるという課題を解決するために、以下のステップを含むマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法を提供し、
Ｓ１であって、トウを収集及び積層して不織布前駆体とし、不織布前駆体に、マイクロ波のエネルギーを吸収してそれを熱エネルギーに変換するためのマイクロ波加熱液を加え、
Ｓ２であって、Ｓ１で得られた不織布前駆体にマイクロ波加熱処理を行い、マイクロ波加熱後の不織布の熱プレス成形を行い、
前記マイクロ波加熱液は、マイクロ波エネルギーの吸収能力の強い極性溶媒である。

【0010】

一実施例では、前記マイクロ波加熱液の表面張力が、２０～５０ｍＮ／ｍである。

【0011】

一実施例では、前記マイクロ波加熱液の常圧における沸点が前記不織布の融点以上であり、又は、前記マイクロ波加熱液の常圧における沸点が不織布の融点±１０℃である。

【0012】

一実施例では、前記マイクロ波加熱液が、アルコール、カルボン酸、水のうちの１つ又は複数の組み合わせである。

【0013】

一実施例では、前記マイクロ波加熱液が１－ペンタノール及びエタノールからなり、前記１－ペンタノールとエタノールの質量比が（４０～９５）：１０である。

【0014】

一実施例では、前記マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波周波数が３００～２５０００ＭＨｚであり、前記マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波周波数が３００～２５０００ＭＨｚであり、マイクロ波加熱処理室内のマイクロ波加熱液の沸点が不織布の融点±５℃である。

【0015】

一実施例では、不織布前駆体にマイクロ波加熱液を加える前に、不織布前駆体に予圧成形処理を行う。好ましくは、前記不織布前駆体が予成形ローラーの熱間圧延によって予圧成形される。

【0016】

本発明は、また、マイクロ波ヒートシール装置を提供し、前記マイクロ波ヒートシール装置は、上記のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法を実現するために用いられ、マイクロ波遮断箱体と、マイクロ波発生装置と、不織布前駆体にマイクロ波加熱液をスプレーするためのスプレー装置とを含み、前記マイクロ波発生装置及びスプレー装置は、マイクロ波遮断箱体内に配置される。

【0017】

本発明は、また、フラッシュ紡糸のトウ製造装置と、マイクロ波ヒートシール装置とを含む不織布製造設備を提供し、前記マイクロ波ヒートシール装置は、上記のマイクロ波ヒートシール装置を採用する。

【発明の効果】

【0018】

上述のことから分かるように、従来技術と比べて、本発明によって提供されるマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法は、以下の有益な効果を有する。
本発明によって提供される当該プロセス方法によって不織布を製造する場合は、不織布の内層は従来の熱プレス成形プロセスのように温度勾配があるわけではないため、トウ繊維間の結合強度はより均一で堅牢であり、最終的に完成不織布の層化・剥離強度は顕著に向上する。

【0019】

本発明の他の特徴及び有益な効果は、以下の明細書の記載で述べられ、かつ、その一部が明細書から自明になるか、又は本発明の実施で知られる。本発明の目的及び他の有益な効果は、明細書、特許請求の範囲及び図面で特別に説明された構造によって実現され、得られてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

以下、本発明の実施例又は従来技術に係る技術的解決手段をより明瞭に説明するために、実施例又は従来技術の記述で使用すべき図面を簡単に紹介し、言うまでもないが、以下の記述に出る図面は本発明のいくつかの実施例であり、当業者は、新規性のある作業をすることなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができ、以下の記述に係る図面に記載される位置関係は、特に説明がなければ、いずれも図面におけるアセンブリの描画方向に準拠する。

【0021】

【図1】図１は、本発明の一実施例によって提供される不織布製造設備の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施例の目的、技術的解決手段及び利点がより明瞭になるよう、本発明の実施例に係る図面を参照して、本発明の実施例に係る技術的解決手段を明瞭、かつ完全に記述し、自明なことに、記述される実施例は、全ての実施例ではなく、本発明のいくつかの実施例であり、以下に記述される本発明の異なる実施形態において設計される技術特徴は互いに矛盾するものでさえなければ互いに組み合わせることができ、当業者は、本発明の実施例に基づいて、新規性のある作業をすることなく得ていた他の実施例の全てが、いずれも本発明の保護範囲に属する。

【0023】

本発明を記述するにあたり、なお、本発明で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は当業者が理解している一般的な意味と同じ意味を有するもので、本発明に対する制限として理解できず、さらに、本発明で使用される用語は本明細書の文脈及び関連分野におけるこれらの用語の意味と一致する意味を有するものと理解すべきであり、本発明で明確に定義される場合を除き、理想的な又は正式的な意味で理解すべきではない。

【0024】

本発明は、以下のステップを含むマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法を提供する。
（１）トウ３００を収集及び積層して不織布前駆体５００とし、不織布前駆体５００に、マイクロ波のエネルギーを吸収してそれを熱エネルギーに変換するためのマイクロ波加熱液４００を加え、前記マイクロ波加熱液４００は、マイクロ波エネルギーの吸収能力の強い極性溶媒である。

【0025】

（２）得られた不織布前駆体５００にマイクロ波加熱処理を行い、マイクロ波加熱後の不織布の熱プレス成形を行う。

【0026】

具体的には、本発明によって提供されるマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法は、マイクロ波エネルギーの吸収能力の弱い不織布の製造で、マイクロ波加熱を行う前に、不織布前駆体５００に、マイクロ波のエネルギーを吸収してそれを熱エネルギーに変換するためのマイクロ波加熱液４００を加え、マイクロ波加熱液４００が不織布の内層の繊維に染み込み、そしてマイクロ波によって加熱された後、不織布中のマイクロ波加熱液４００はマイクロ波のエネルギーを吸収して、温度が上昇して、熱を不織布前駆体５００の繊維に伝達し、マイクロ波加熱液４００が沸点に達して蒸発し、不織布前駆体５００中の繊維は均一に加熱されて融点温度又はその近くに達し、さらにその熱プレス成形を行い、この時にその内層には従来の熱プレス成形プロセスのように温度勾配があるわけではないため、繊維間の結合強度はより均一で堅牢であり、最終的に完成不織布６００の層化・剥離強度は向上する。

【0027】

ただし、ステップ（１）で、マイクロ波加熱液４００の選択について、前記マイクロ波加熱液４００は、マイクロ波エネルギーの吸収能力の強い極性溶媒である。好ましくは、前記マイクロ波加熱液４００の表面張力が十分に低く、これによってマイクロ波加熱液４００は前記不織布に浸透することができ、具体的には、前記マイクロ波加熱液４００の表面張力は、２０～７３ｍＮ／ｍであることが好ましい。好ましくは、前記マイクロ波加熱液４００の常圧における沸点が前記不織布の融点以上であり、又は、前記マイクロ波加熱液４００の常圧における沸点が不織布の融点±１０℃であり、マイクロ波加熱液４００の常圧温度を特定の範囲に限定することが好ましく、その常圧における沸点が高すぎるとマイクロ波加熱液４００の凝縮回収のコストは高くなり、且つ不織布繊維同士が溶融して互いに融着する可能性があり、常圧における沸点が低すぎると、マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波加熱処理室内の気圧に対して大幅に調整しないと、マイクロ波加熱液は不織布に十分な熱を伝達することができないため、コストは高い。

【0028】

素材が高密度ポリエチレンである不織布の場合は、前記マイクロ波加熱液４００は、アルコール、カルボン酸、水のうちの１つ又は複数の組み合わせであることが好ましく、ただし、前記一価アルコールとして、１－ペンタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセロールなどの従来の一価アルコール又は多価アルコール溶液を用いてもよく、前記カルボン酸として、酢酸、プロピオン酸などを用いてもよい。より好ましくは、前記マイクロ波加熱液４００が１－ペンタノール及びエタノールからなり、前記１－ペンタノールとエタノールの質量比が（４０～９５）：１０であり、ただし、１－ペンタノールとエタノールは共沸混合物であり（両者は無限に混和する）、当該混合物は、不織布前駆体５００の内層繊維によく染み込んで浸透することができ、染み込み浸透性が良好であり、且つそのマイクロ波エネルギーの吸収能力は強く、その常圧における沸点は、高密度ポリエチレン不織布で当該マイクロ波ヒートシールプロセスを用いる最適な温度に近いため、特に大きな加圧又は真空を必要とせず、当該混合物をスプレーしてマイクロ波加熱処理を行って得た不織布６００は内層には従来の熱プレス成形プロセスにある温度勾配が解消されており、トウ繊維間の結合強度は均一で堅牢であり、最終的に完成不織布６００の層化・剥離強度は顕著に向上する。より好ましくは、前記マイクロ波加熱液４００が質量比９０：１０の１－ペンタノール及びエタノールからなる。

【0029】

ステップ（１）で、好ましくは、マイクロ波加熱液の最低の添加量は不織布の単位面積の質量の５％であり、最大の場合は不織布がマイクロ波加熱液を吸収して飽和状態になるまで加える。好ましくは、マイクロ波加熱液の添加量が１０～１２０ｇ／ｍ^２であり、即ち、単位面積の不織布前駆体５００におけるマイクロ波加熱液の添加量は、１０～１２０ｇ／ｍ^２である。

【0030】

ただし、ステップ（２）で、好ましくは、前記マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波周波数が３００～２５０００ＭＨｚであり、マイクロ波加熱時間が１～３分であり、より好ましくは、前記マイクロ波加熱処理の時のマイクロ波周波数が４３３ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２４５０ＭＨｚ、５８００ＭＨｚ又は２２１２５ＭＨｚである。好ましくは、マイクロ波加熱処理室の気圧を制御することによりマイクロ波加熱処理室内のマイクロ波加熱液の沸点は不織布の融点±５℃になる。

【0031】

ただし、ステップ（２）で、好ましくは、二次熱プレス成形の温度が１４０～１５０℃であり、圧力が４～６ＭＰａである。

【0032】

好ましくは、不織布前駆体５００にマイクロ波加熱液４００を加える前に、不織布前駆体５００に予圧成形処理を行い、不織布前駆体５００の予圧成形は後の加工工程に備えるためである。具体的には、不織布前駆体５００は、予成形ローラー１０９の熱間圧延によって初歩的に予備成形してもよく、初歩的成形の温度は、１４０～１５０℃であり、圧力は、４～６ＭＰａである。

【0033】

本発明は、また、図１の実施例に示される、上記のマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法を実現するためのマイクロ波ヒートシール装置２００を提供し、当該装置は、マイクロ波遮断箱体２１０と、マイクロ波発生装置２３０と、不織布前駆体５００にマイクロ波加熱液４００をスプレーするためのスプレー装置２２０とを含み、前記マイクロ波発生装置２３０及びスプレー装置２２０は、マイクロ波遮断箱体２１０内に配置される。

【0034】

具体的に実施するにあたり、図１に示すように、不織布前駆体５００はマイクロ波遮断箱体２１０内に入り、不織布の成分のマイクロ波のエネルギーに対する吸収が弱い場合は、スプレー装置２２０はマイクロ波加熱液４００をスプレーしてそれが不織布前駆体５００の内層繊維に染み込み、そしてマイクロ波発生装置２３０によって発生されたマイクロ波が照射すると、不織布前駆体５００中のマイクロ波加熱液４００がマイクロ波のエネルギーを吸収して、温度が上昇して、沸点に達して蒸発し、不織布繊維中のトウ３００は均一加熱されて融点温度又はその近くに達し、次に成形ローラー２４０によってプレス成形されることによって、不織布の内層の繊維間の結合はより堅牢になり、最終的に完成不織布６００の層化・剥離強度は向上する。

【0035】

好ましくは、前記マイクロ波ヒートシール装置２００のマイクロ波遮断箱体２１０にガス回収孔２１１がさらに設けられ、使用する時は、不織布中のマイクロ波加熱液４００は沸点に達して蒸発し、ガス状のマイクロ波加熱液４００を回収孔２１１から回収し、前記ガス回収孔２１１は、ガス状のマイクロ波加熱液４００を回収するために用いられるだけでなく、ガス回収孔２１１によって前記マイクロ波遮断箱体２１０内の気圧を制御することにより、マイクロ波加熱液４００の沸点を調整して、不織布中の繊維の温度の間接的な制御という目的を達成することができる。

【0036】

好ましくは、前記マイクロ波ヒートシール装置２００が、マイクロ波加熱後の不織布前駆体５００に熱プレス成形を行うための熱プレス機構をさらに含み、前記熱プレス機構は、マイクロ波遮断箱体２１０内に設けられる。
具体的には、図１に示すように、前記熱プレス機構として熱プレス成形ローラー２４０を用いてもよい。熱プレス機構をマイクロ波遮断箱体２１０内に設けることにより、マイクロ波加熱後の不織布前駆体５００に対して速やかに熱プレス成形し、完成不織布６００の性能を向上させるために役立つ。なお、上記の設計により、他のタイプの熱プレス機構を用いてマイクロ波加熱後の不織布前駆体５００に熱プレス成形を行ってもよく、これには、実施例に記載の熱プレス成形ローラー２４０が含まれるが、それに限定されない。

【0037】

好ましくは、前記マイクロ波遮断箱体２１０に入口及び出口が設けられ、前記入口及び出口にはいずれも位置が対向する１対の第２密封ローラー２１２が設けられ、これによって不織布前駆体５００は入口の第２密封ローラー２１２の間からマイクロ波遮断箱体２１０に入って、マイクロ波加熱処理及び熱プレス成形処理を経て出口の第２密封ローラー２１２の間から出てくる。入口及び出口に第２密封ローラー２１２を設けるのは、マイクロ波遮断箱体２１０の密封性を向上させるために役立つ。

【0038】

図１に示すように、本発明は、また、フラッシュ紡糸のトウ製造装置１００と、上記のマイクロ波ヒートシール装置２００とを含む不織布製造設備を提供し、使用する時は、フラッシュ紡糸のトウ製造装置１００は、トウ３００を製造してトウ３００を収集及び積層して不織布前駆体５００とするために用いられ、次に不織布前駆体５００をマイクロ波ヒートシール装置２００でマイクロ波加熱して熱プレス成形させて、完成不織布６００を得る。

【0039】

ただし、前記フラッシュ紡糸のトウ製造装置１００は、従来の装置であり、外箱１０１、紡糸装置１０２、減圧板１０３、低温圧力領域１０４、紡糸口金１０５、偏向板１０６、収集面１０７、第１密封ローラー１０８、予成形ローラー１０９、軸受１１０、回転軸１１１、駆動軸１１２、紡糸ガス回収孔１１３などの部品及び機構を含み、当該フラッシュ紡糸のトウ製造装置１００の機構やパーツなどの接続関係及び位置関係、その動作原理及び過程はいずれも従来技術であり、ここで説明を省略する。

【0040】

なお、上記の設計により、当業者は、他の適合するモデル及びタイプの従来のフラッシュ紡糸のトウ製造装置１００を用いてもよく、これには、上記の形態に記載のフラッシュ紡糸のトウ製造装置１００が含まれるが、それに限定されない。

【0041】

本発明は、また、下記の実施例及び比較例を提供する。
（実施例１）
（１）トウ３００及び不織布前駆体５００の製造
紡糸原液であって、メルトフローインデックスが８ｇ／１０分である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をフラッシュ紡糸の溶質として用い、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の融点は約１３５℃である。ジフルオロクロロメタン（Ｒ２２）、テトラフルオロジクロロエタン（Ｒ１１４）をフラッシュ紡糸の溶媒とし、窒素（Ｎ_２）を溶解用の加圧ガスとし、ただし、６：３３：１１の質量比のＨＤＰＥ、Ｒ２２、Ｒ１４４を６ＭＰａのＮ_２において２２０℃で加圧下撹拌しながら溶解して、フラッシュ紡糸溶液を調製し、これは紡糸原液である。

【0042】

製造過程であって、フラッシュ紡糸のトウ製造装置１００を用いてトウ３００を製造し、具体的な過程は、紡糸原液を紡糸口金から吐出させて、紡糸原液の溶媒が瞬時に蒸発し、紡糸原液のポリマーが冷却し固化して繊維束を形成させ、繊維束は収集面１０７に堆積されて凝集して繊維網を形成すると、不織布前駆体５００を得る。ただし、製造過程のプロセスパラメータとしては、紡糸孔の直径が０．５ｍｍであり、紡糸速度が１２０００ｍ／分であり、収集面で凝集される繊維網が約７０ｇ／ｍ^２である。

【0043】

（２）不織布前駆体５００の予圧成形であって、不織布前駆体５００は予成形ローラー１０９の熱間圧延によって予備成形され、シートを形成し、ただし、初歩的成形の温度は、１４０℃であり、圧力は、４ＭＰａである。

【0044】

（３）マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布ステップであって、不織布前駆体５００をマイクロ波ヒートシール装置２００に送り込み、不織布前駆体５００にマイクロ波加熱液４００をスプレーし、スプレー後の不織布前駆体５００にマイクロ波加熱処理を行い、次にマイクロ波加熱後の不織布の二次熱プレス成形を行って、完成不織布６００を得る。

【0045】

ただし、マイクロ波加熱液４００は、質量比９０：１０の１－ペンタノール及びエタノールからなり、エタノールは、９５％工業用アルコールを用い、その表面張力が約２２．３ｍＮ／ｍであり、常圧における沸点が約７８℃であり、１－ペンタノールの表面張力は約２７．１５ｍＮ／ｍであり、常圧における沸点は約１３７．５℃であり、マイクロ波加熱液のスプレー量は約５０ｇ／ｍ^２であり、マイクロ波加熱処理でマイクロ波周波数は２４５０ＭＨｚであり、マイクロ波遮断箱体２１０（即ち、マイクロ波加熱処理室）の内圧を制御することによりマイクロ波遮断箱体２１０内のマイクロ波加熱液の沸点を１３０℃程度とし、マイクロ波加熱時間は、１分であり、二次熱プレス成形の圧力は、４ＭＰａであり、二次熱プレス成形の温度は、１４０℃である。

【0046】

（実施例２）
実施例２に係るトウ３００及び不織布前駆体５００の製造、不織布前駆体５００の予圧成形の過程と条件は、実施例１と完全に一致する。
マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布ステップであって（当該ステップは、実施例と一致し、違いは実施例２のマイクロ波加熱液４００が１－ペンタノールであるだけである）、不織布前駆体５００にマイクロ波加熱液４００をスプレーし、スプレー後の不織布前駆体５００にマイクロ波加熱処理を行い、次にマイクロ波加熱後の不織布の二次熱プレス成形を行って、完成不織布６００を得る。
ただし、マイクロ波加熱液４００は、１－ペンタノールであり、その表面張力が約２７．１５ｍＮ／ｍであり、常圧における沸点が約１３７．５℃であり、マイクロ波加熱液スプレー量が約５０ｇ／ｍ^２であり、マイクロ波加熱処理でマイクロ波周波数は２４５０ＭＨｚであり、マイクロ波遮断箱体２１０の内圧は０．０９ＭＰａであり、マイクロ波加熱時間は、２分であり、二次熱プレス成形の圧力は、４ＭＰａであり、二次熱プレス成形の温度は、１４０℃である。

【0047】

（実施例３）
実施例３に係るマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布の製造方法及び製造条件はいずれも実施例と一致し、違いは次のとおりだけである。
マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布ステップで、マイクロ波加熱液４００は、質量比４５：１０の１－ペンタノール及びエタノールからなり、エタノールは、９５％工業用アルコールを用い、その表面張力が約２２．３ｍＮ／ｍであり、常圧における沸点が約７８℃であり、１－ペンタノールの表面張力は約２７．１５ｍＮ／ｍであり、常圧における沸点は約１３７．５℃であり、マイクロ波加熱液のスプレー量は約５０ｇ／ｍ^２であり、マイクロ波加熱処理でマイクロ波周波数は２２１２５ＭＨｚであり、マイクロ波遮断箱体２１０（即ち、マイクロ波加熱処理室）の内圧を制御することによりマイクロ波遮断箱体２１０内のマイクロ波加熱液の沸点を１３０℃程度とし、マイクロ波加熱時間は、３分であり、二次熱プレス成形の圧力は、６ＭＰａであり、二次熱プレス成形の温度は、１５０℃である。

【0048】

（比較例１）
比較例１に係るトウ３００及び不織布前駆体５００の製造の過程及び条件は、実施例１と完全に一致し、違いは次のとおりだけである。
トウ３００を収集及び積層して不織布前駆体５００とした後、比較例１では、従来の熱プレス成形プロセスを用いて不織布前駆体５００に熱プレス成形処理を行って完成不織布６００を得る。ただし、熱プレス成形処理で熱プレス温度は、１４９℃であり、圧力は、６ＭＰａである。

【0049】

（比較例２）
比較例１に係るトウ３００及び不織布前駆体５００の製造の過程及び条件は、実施例１と完全に一致し、違いは次のとおりだけである。
マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布ステップで、不織布前駆体５００にマイクロ波加熱液４００をスプレーせず、不織布前駆体５００に直接、マイクロ波加熱処理を行い、次にマイクロ波加熱後の不織布の二次熱プレス成形を行って、完成不織布６００を得る。ただし、マイクロ波加熱処理でマイクロ波周波数及びマイクロ波加熱時間は実施例１と同じであり、二次熱プレス成形の圧力は、４ＭＰａであり、二次熱プレス成形の温度は、１４０℃である。

【0050】

実施例及び比較例で製造した完成不織布６００に対して、同じ試験条件で関連する性能試験を行い、試験結果は、次の表１に示すとおりである。

【表1】

【0051】

表１から分かるように、実施例１及び実施例２の層化・剥離強度、静水圧は、いずれも比較例１、２より大きく、また、実施例１の層化・剥離強度、静水圧は、いずれも実施例２、３より優れ、比較例２の層化・剥離強度、静水圧は、いずれも比較例１よりやや高い。

【0052】

上記のことを要約すると、従来技術と比べて、本発明によって提供されるマイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法は、マイクロ波加熱の均一性により、マイクロ波加熱液４００を導入してマイクロ波の吸収能力の弱い不織布を加熱することにより、成形過程でフラッシュ紡糸不織布の表層と内層の温度勾配を低減させて、不織布の層化・剥離強度を顕著に向上させることができる。

【0053】

なお、実施例で紡糸原液のポリマーとして用いるのは、ポリエチレンであり（即ち、トウ３００の素材は、ポリエチレンであり）、上記の設計により、当該マイクロ波ヒートシールとフラッシュ紡糸による不織布のプロセス方法は、他のポリマー材料にも適合し、これには、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミドなどが含まれるが、それらに限定されず、そのうち、ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）などであってもよい。
同様に、ポリエチレントウ３００、ポリエチレントウ３００を積層して不織布前駆体５００を形成させる製造方法は、いずれも従来技術であり、当業者は、適応的に選択してもよく、これには、実施例に記載の形態が含まれるが、それに限定されない。
本発明の方法は、フラッシュ紡糸不織布の成形に用いるだけでなく、他の技術タイプの不織布の成形、フィルムの複合などの関連分野に用いてもよく、原理は同じである。
本明細書で「常圧」とは、１つの標準大気圧（１０１．３２５ｋＰａ、即ち０．１０１３２５ＭＰａ）を指し、溶液の常圧における沸点とは、１つの標準大気圧における溶液の沸点を指す。

【0054】

また、当業者が理解できるだろうが、従来技術に多くの課題があるが、本発明の各実施例又は技術的解決手段はその１つ又は複数について改善できるが、必ずしも従来技術又は背景技術で列挙されている全ての技術的課題を同時に解決しなくてもよい。当業者が理解できるだろうが、１つの請求項で言及されてない内容は、当該請求項に対する制限と見なすべきではない。

【0055】

本明細書ではトウ、不織布前駆体、マイクロ波加熱など多くの用語が使われているが、他の用語を使用する可能性は除外しない。これらの用語を使用するのは、本発明の趣旨をより便利に記述及び解釈するためだけであり、それらをいかなる追加の制限に解釈しても本発明の趣旨に背く。本発明の実施例の明細書、特許請求の範囲及び上記の図面における用語「第１」「第２」など（ある場合）は、類似する対象を区別するために用いられ、必ずしも特定の順番又は前後関係を記述するためのものとは限らない。

【0056】

最後に声明すべきことであるが、上記の各実施例は、制限を加えるのではなく、本発明の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎない。前記各実施例を参照して本発明を詳細に説明しているが、当業者は、依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段について変更、又はその一部若しくは全ての技術特徴について同等な差し替えを行うことができ、これらの変更若しくは差し替えにより、対応する技術的解決手段の趣旨は本発明の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱することにならない、ということを理解できるだろう。

【符号の説明】

【0057】

１００ フラッシュ紡糸のトウ製造装置
２００ マイクロ波ヒートシール装置
３００ トウ
４００ マイクロ波加熱液
５００ 不織布前駆体
６００ 完成不織布
１０１ 外箱
１０２ 紡糸装置
１０３ 減圧板
１０４ 低温圧力領域
１０５ 紡糸口金
１０６ 偏向板
１０７ 収集面
１０８ 第１密封ローラー
１０９ 予成形ローラー
１１０ 軸受
１１１ 回転軸
１１２ 駆動軸
２１０ マイクロ波遮断箱体
２２０ スプレー装置
２３０ マイクロ波発生装置
２４０ 成形ローラー
２１１ 回収孔
２１２ 第２密封ローラー
１１３ 紡糸ガス回収孔

【図1】