JPH0319951A - 吹込微小繊維ウエブ及びその製造方法 - Google Patents

吹込微小繊維ウエブ及びその製造方法

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JPH0319951A
JPH0319951A JP2105163A JP10516390A JPH0319951A JP H0319951 A JPH0319951 A JP H0319951A JP 2105163 A JP2105163 A JP 2105163A JP 10516390 A JP10516390 A JP 10516390A JP H0319951 A JPH0319951 A JP H0319951A
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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】 本発明の背景 本発明の分野 本発明は、親水性であり、従って、ワイブ（　ｖ　Ｉ　
ｐｅ）としておよび他の液体吸収用の用途に使用できる
ポリオレフィンと界面活性剤との吹込み（ｂｌｏｗｎ　
）微小ｍ維（１３ＭＦ’　）ウェブに関する。本発明は
、かようなＢＭＦウェブの製造方法並びにこれらを製造
するための装置にも関する。
関連技術の説明 ＢＭＦウェブは、ポリオレフィンのような熱可塑性ボリ
マーまたは樹脂を、小型の、並んだオリフィスの列を通
して高速気体流中に押出し、この気体流が出て来る樹脂
を細くして微小繊維にすることによって製造される。気
体流はかく乱流を生じ、これが微小繊維をからませて桔
合ウェブを形成し、移動スクリーンのようなコレクター
上に付着させる。良好なウェブ強度が要求される用途に
は、ウェブを加熱スチールロールと模様付ロール間でカ
レンダー掛けする、但し、この場合にはウェブが吸収お
よび保留できる液体の容量を減少させる。
ＢＭＦウェブを親水性に製造する一方法は、熱可塑性樹
脂／界面活性剤プレミックスを押出すことによってウェ
ブ中に界面活性剤を配合する方法である。熱可塑性樹脂
がボリブロビレンの場合には、樹脂の６重量％を超える
界面活性剤量がウェブの親水性および吸収性を最大にす
るために必要であろう。さらに一般的には、界面活性剤
を完成ＢＭＦウェブ上に吹付けるような局部的に適用す
る。ＢＭＦウェブを表面を１回通過させるだけで水およ
び油の両者をふき取るとることができるワイパーまたは
ワイプに関するＵ．Ｓ．Ｐ．Ｒｃ．　３１．　８８　５
　（Ｍｃｌｔｎｃｒ　）を参照されたい。
吹付によって適用する場合には、微小繊維を吹込む前に
昇而活性剤を樹脂に添加する場合よりＢＭＦウェブを親
水性にするのに要する界面活性剤は、はるかに少ない。
しかし、吹付によって均一な界面活性剤処理を行うのは
比較的困難であり、かつ、過剰に適用された区域ではウ
エプの閉塞を生ずる。さらに、界面活性剤の吹付は面倒
であり、これに従事する作業者はマスクをする必要があ
る。
完戊ＢＭＦウェブ上に界面活性剤を局部的に適用するこ
との有利性がＵ．Ｓ．Ｐ．Ｎｏ．４．　　５７８，　４
１４　（Ｓａｗｙｅｒ等）における記述に強調されてお
り、同発明は「塊状ボリマー樹脂中に界面活性剤を直接
添加する先行技術とは異なり、製造された繊維構造中に
コボリマーの導入またたはこれに表面処理を適用するＪ
　　（Ｃｏ１．６　　２３〜２６行）。
Ｓｈｖｙｅｒはさらに、好ましい混合物は約９５〜約９
９．９％のオレフィボリマーおよび残余量の界面活性剤
から成ると述べている。
１９７６年４月１５日に公開されたＦＲＤ公開明ｍ書Ｐ
　２　５　　４　３　　７　８　１　ＣＧｒａｔａｍａ
ｒ　）は、熱可塑性樹脂と界面活性剤との混合物のＢＭ
Ｆウェブから製造された電池隔離板壁またはスペーサー
に関する。熱可塑性樹脂はポリエチレンおよびボリブロ
ビレンのようなポリオレフィンまたはボリスチレンもし
くはプロピレンと他のモノマーとのコボリマーでもよい
。前記の公開明細書には、ＢＭＦウェブについての２種
の発見が申立てられている。第一に、界面活性剤がノニ
オン性ならばＢＭＦを押出す工程は以前に可能であった
より低い温度で行うことができる。第二に、界面活性剤
を樹脂とプレミックスする代りに熱可塑性樹脂が押出機
の中を運ばれている間に界面活性剤と混合した場合に比
較的高い押出処理量が得られると述べている。この公開
明細書では同じ長さの５帯域を有する押出機を想定して
おり、好ましくは界面活性剤を第３、すなわち、中間帯
域で添加することを考えている。その実施例において、
プロピレンオキサイドとプロビレングリコールのエトキ
シル化付加生威物またはドデシルフエニルボリ（エチレ
ングリコール）のようなノニオン性界面活性剤、２．５
〜４．５％を使用している。電池隔離阪またはスペーサ
ーとしての使用を除いては、この公開明細書にはこのウ
ェブの利用性について示唆されていない。
υ．Ｓ．Ｐ．Ｎａ４，０７０，２１８　（νｅｂｃｒ　
）は、ＢＭＦウェブとは異なる不織ウェブであり、その
繊維は実質的に連続的であり、付着させたとき交差点で
実質的に相互に融着されていない。Ｖｅｂｅｒのウェブ
はポリプロピレンのような熱可塑性樹脂と界面活性剤（
同特許では「潤滑剤」と呼んでいる）との混合物から製
造される。「あるいはまた、所望ならば押出機１２に直
接計量して添加することもできる。Ｊ　　（Ｃｏｔ．２
、５７〜５９行）。次いでカレンダーを掛けた後に、「
接着したウェブ３４を加熱して潤滑剤を繊維表面へ移動
させる」（Ｃｏｌ．４、１〜４行）　ａ　Ｗｅｂｅｒの
界面活性剤は、２００〜４０００の範囲内の分子量を有
する。
本発明の要約 本発明によって、水で飽和させたとき驚ろく程良好な強
度を有するポリオレフィンＢＭＦウェブが堤供される。
さらに驚ろくべきことに、新規のＢＭＦウェブは乾燥し
ているときより水で湿らせたときの方が有意に強い。新
規のポリオレフィンＢＭＦウェブは、その「ウェブ湿潤
強さ」　（後記に定義する）は、その「ウェブ乾燥強さ
」　（後記に定義する）の少なくとも１３０％である。
新規のポリオレフィンＢＭＦウェブは：（ａ）　　ポリ
プロピレンのようなポリオレフィンを押出し、 （ｂ）　　前記の押出物に界面活性剤が著しく分解しな
い温度でノニオン性界面活性剤を混合し、 （ｃ）　　該混合物を吹込み微小繊維に形成し、そして （ｄ）　　吹込微小繊維を集めて凝集性ＢＭＦウェブに
する。
逐次工程によって製造できる。界面活性剤をオレフィン
樹脂に混合する前に工程（ａ）を完結させることによっ
て、界面活性剤は押出機内で押出工程で必要な高い温度
または高剪断のいずれにも暴露されることはない。さら
に、界面活性剤が高温度に暴露される時間は劇的に短縮
される。先行技術のＢＭＦウェブ製逍のためにポリオレ
フィンと界面活性剤とを一緒に押出機に供給したときは
、界面活性剤は典型的に約４５〜１２０秒間高温度を受
ける。これに対して、本発明の上記に概説した方法でで
は、界面活性剤が高い温度に暴露されるのは僅か約１０
秒にすぎない計算時間である。
上記した方法において界面活性剤に与えられる保護がＢ
ＭＦウェブの湿潤強さを改良する理由は分っていない。
局部的に界面活性剤を適用する先行技術のポリオレフィ
ンＢＭＦウェブに比較して、新規のＢＭＦウェブの顕著
に高い湿潤強さは、ボリオレフィン樹脂とノニオン性界
面活性剤との間のある種の相乗作用によるものであろう
。界面活性剤とポリオレフィン樹脂との混合物から製造
された先行技術のＢＭＦウェブのにはかような相乗作用
が何等存在しないことは、この相乗作用が前記のような
方法で昇面活性剤が保護されることに一部依存すること
が示唆される。
ＢＭＦウェブがポリプロピレンから製造されたとき、ウ
エプを親水性にするには少なくとも６重量％のノニオン
性界面活性剤が通常必要である。
ポリエチレンから製逍された場合には、約２重量％のノ
ニオン界面活性剤でウェブは親水性になる。
ウェブはポリブロビレンから成るのが好ましいが、他の
樹脂もポリプロピレンと混合できる。
新規のボリブロビレンウェブは、（ａ）押出機とＢＭＦ
ダイとを相互に連結している混合手段および（ｂ）該混
合手段にノニオン性界面活性剤を供給する手段を、ＢＭ
Ｆウェブ製造用の慣用装置に組込むことが異っている装
置によって製造できる。
経済上、混合手段は静的混合機である。混合手段内の温
度は、押出機内の温度より実質的に低いが、混合手段に
は電気抵抗加熱コイルのような加熱手段を備えているこ
とが好ましい。
ポリオレフィン樹脂がポリプロピレンの場合には、押出
機内の最高温度は好ましくは４００”〜４７０℃である
が、混合手段内の温度は好ましくは３５０℃未満である
。
詳細な開示 上記の方法によって、ポリオレフィン樹脂１００重量部
当り２５部もの多いノニオン性界面活性剤を含有する高
品質のポリオレフィンＢＭＦウエプの製造が可能になっ
た。先行技術においては、界面活性剤含量を１０ｆｆＩ
１％以上にしようとする努力は押出機内において滑りの
問題を生じた。高率の界面活性剤は、ＢＭＦウェブがさ
らされている物質によって界面活性剤が徐々に浸出され
るような用途において長い有用寿命を有するポリオレフ
ィンＢＭＦウェブにおいて可能である。
新規のポリオレフィンＢＭＦウェプが電池隔離板として
使用される場合には、界面活性剤を親水性にするための
最小量に保ち、これによって電解液がＢＭＦウェブから
の浸出界面活性剤による汚染を最小にすることが好まし
い。
新規のＢＭＦウェブにおいて有用なノニオン性界面活性
剤には、Ｒｏｈ　＆　Ｉａａｓ社からのｒＴｒｌＬｏｎ
ＪＸ−４５、Ｘ−１１４、Ｘ−１００およびＸ−１０２
のようなノニオン性ポリ（エチレンオキサイド）基剤界
面活性剤が含まれる。
ワイブのような従来カレンダー掛けによってＢＭＦを強
化することが必要であった用途に対しては、新規のポリ
オレフィンＢＭＦウェブの比較的高い湿潤強さのためカ
レンダー掛けは必要である。
しかしながら、ある種の用途に対してはＢＭＦウェブを
高温缶の周囲またはフレームを通すようなＢＭＦの密度
を増加させることなく表面繊維を強化させることが望ま
しいであろう。
新規のＢＭＦウェブをカレンダー掛けする場合、所望す
るどの程度の「ウェブ湿潤強さ」でも、先行技術のＢＭ
Ｆウェブから出発したときより必要とされるより小率の
面積の密度を高めることによって達成できる。
ウェブ湿潤強さおよびウェプ乾燥強さ ＢＭＦウェブの強度は、約１０ｃｍのジョー間隔でｌ　
ｎｓ　ｔ　ｒｏｎ引張試験機を利用して慣用のように測
定する。実質的に短いジョー間隔では、ＢＭＦウェブの
個々の繊維が間隙を連結するため、得られた試験データ
はウェブ強度ではなく個々の繊維強度を反映することに
なる。例えば、２．５ｃｍのジョー間隔では、ウェブの
高率の微小繊維は間隔を横切って完全に伸びる。本明細
書で使用する「ウェブ乾燥強さ」は、実験室環境でＩｎ
ｓｔｒｏｎ試験機で少なくとも１０ｃｍの間隔、および
２５ｃｍ／分のクロスヘッド速度で測定した引張強さを
示す。
「ウェブ湿潤強さ」は、ウェブを水道水で飽和させたの
を除いて同様な方法で測定する。本発明のウェブにおい
ては、ウェブ乾燥強さの１３０％、および１４０％また
は１５０％のような前記より高いウェブ湿潤強さが得ら
れている。
図面 本発明は図面を参照するとさらに容易に理解できるであ
ろう。
第１図は、本発明のＢＭＦウェブの製造に有用な配置の
一つを例示する。この装置は、例えばＶａｎ　Ｖｃｎｔ
ｃによるｒｓｕｐｃｒｆｌｎｃ　Ｔｈｃｒａ＋ｏｐｌａ
ｓｔｉｃＰＩｂｃｒｓＪ　、Ｉｎｄｕｓｔｒ１ａｌ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈｅｍ１ｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．
４ｇ、１３４２〜１３４３頁（１９６５）またはＶａｎ
　Ｗｅｎｔｅ　，＾．Ｂｏｏｎｅ　ＳＣ．Ｄ．およびＰ
ｌｕｈａｒｔｙ．Ｅ．Ｌ．によるｒＭａｎｕｌ’ａｅｔ
ｕｒｅ　ｏｒ　Ｓｕｐｅｒｌ’ｌｎｅ　Ｏｒｇａｎｉｃ
ＰＩｂｅｒｓＪの題名で１９５４年５月２５日に出版さ
れたＮａｖａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ＬａｂｏｒａＬｏ
ｒｌｅｓのレポートＮｏ．４３６４に教示されているよ
うな慣用のＢＭＦ製造構成からなる。
この構成は、樹脂ホッパ−１１及び押出機バレルを加熱
する一連の加熱用ジャケット１２を有する押出機から或
る。溶融ポリオレフィン樹脂は、押出機バレルから出て
ボンブ１４に入る、ボンプ１４は装置の下流部材へ通る
溶融ボリマーの流れに改良された制御を行うことができ
る。ボンプ１４を出た後、溶融樹脂流はＫｃｎｉｘ型静
的混合機１８を含有する樹脂搬送管１６を含む混合手段
１５に入る。溶融樹脂が搬送管１６を通過するに伴い、
一連の加熱ジャケット２０が溶融樹脂の温度を制御する
。混合手段１５には、溶融ポリオレフィン樹脂流が静的
混合機１８に入るに伴って、溶融樹脂流に界面活性剤を
注入することができる高圧計量ボンプ２４に接続してい
る搬送管の入口端近くに注入口２２を含む。搬送管１６
を出た後、溶融樹脂はＢＭＦダイ２６を通って高速度熱
空気流中に送られ、この空気流が溶融樹脂を引き伸ばし
、かつ、細くして微小繊維にする。微小繊維はコレクタ
ー２８を通過する間に凝固して凝集性ウェブ３０を形成
する。
第２図には樹脂流を分裂させ、かつ、流体混合物の層流
混合を改良し、それによって注入された界面活性剤を溶
融ポリオレフィン樹脂中に均一に配合させる一連の混合
要素３２を含む。
実施例においては、部は重量で示す。
実施例１ 本発明の親水性吹込微小繊維ウェブ（ＢＭＦ）を図面の
第１図に示したような装置を使用して製造した。樹脂搬
送管１６は、長さ１０２ｃｍ（４０Ｉｎ．　）　、口系
１，　　Ｏｃｍ　（　８／８　Ｉｎ．　）を有し、この
中に各素が長さ１　，　’７ｃｍ　（１１／１Ｂ　Ｉｎ
．）である４６個の混合要素を有する長さ７８．８ｃｍ
（３１Ｉｎｃｈ）のＫｅｎｌｘ型静的混合装置を有した
。注入口２２は押出機に最も接近している搬送管端から
６，　４（！ＤＩ　（２．　　５　ｉｎ．）に配置され
ている。搬送管には加熱ジャケット２０が装備されてい
る。
メルトフローインデックス３５のポリプロピレン樹脂（
Ｅｘｘｏｎ　　ｒＥｓｃｏｒｃｎｃＪ　３　０　８　５
）を押出機１０に供給した、押出機の温度分布は最初の
２０４℃から４１８℃（４００’〜７８５＠Ｆ）と漸進
的勾配であった。周囲温度に維持されたノニオン性ポリ
（エチレンオキサイド）基剤界面活性剤（Ｒｏｔｌｍ＆
Ｈａａｓ社のｒＴｒｌｔｏｎＪ　Ｘ　−　１００）を、
３１２℃（６１０＠Ｆ）に維持されている樹脂搬送管１
６に注入した。ＢＭＦダイ２６の温度は３７１℃（７０
０°Ｆ）に維持されており、繊細化用空気を４０４℃（
７６０”　Ｆ）の温度および６９ｋＰａ　　（１　０ｐ
ｓｌ　）の圧力でダイに送り、ポリブロビレン／界面活
性剤混合物を１．１４ｋｇ／時間／ａｍ　（６．　４ｌ
ｂ／時間／Ｉｎｃｈ）の全ダイ量で送出した。１００部
のボリブロピレン樹脂当り１５部の界面活性剤が結合し
た。樹脂搬送管およびダイを通してプラグ流れモデルを
仮定すれば、ボリブロピレン／界面活性剤混合物の滞留
時間は約１０秒と計算された。吹込微小繊維を、ダイ出
口かから５　３．　　３ｃｍ　（２　１　ｉｎｃｈ）に
置かれた回転ドラム上に集めた。
比較実施例Ａ 界面活性剤を１０％水性溶液のエーロゾルとして繊維形
成箇所でウェブに適用したのを除いて実施例１によって
ＢＭＦ試料を製造した。界面活性剤の不存在（これは押
出機中において加工助剤の役目をする）では、実施例１
と同じ繊維寸法を有するＢＭＦ試料を得るため・に実施
例１より約１１〜１７℃高い温度で押出装置を操作する
必要があった。
比較実施例Ｂ 界面活性剤を次のようにポリプロピレン樹脂と予備配合
したのを除いて実施例１のようにＢＭＦ試料を製造した
。予備配合はポリプロピレン樹脂を５．　　１ｃ＋ｎ　
（２Ｉｎ．　）　Ｉｌｌａｋｅｒ　Ｐｅｒｋ１ｎｓかみ
合い同方向回転２軸スクリュー押出機を通し、モして抑
出機バレルの長さの約３／４下がった箇所で押出機の混
合セクションにノニオン性界面活性剤を注入することに
よって行った。押出機は２０４℃（４００＠Ｆ）の温度
および３　０　０　ｒｐＩｌのスクリュー速度で操作し
た。ポリプロピレンの供給量は１１．３ｋｇ／時間（２
５ｌｂ／時間）、界面活性剤の注入量１．　　７ｋｇ／
時間（３．７５ｌｂ／時間）に維持した。溶融樹脂／界
面活性剤混合物はストランドダイを通して押出し、押出
物を水槽中において急冷させた。次いでストランドをペ
レット化し、そして、第１図の装置のホッパ−１１に供
給し、ＢＭＦ試料を製造した。
第■表 ＢＭＦウェブの引張特性 ゲージ長さ　　応　力（１） 飽　和２ 乾燥 飽　和２ 比較実施例Ａ １０．１８ ２，５４ ２．５４ ２０８ （ウェブ湿潤強さ） 乾燥 飽　和２ １０．１８ １０。１６ １２４（ウェブ乾燥強さ） ｌ３４（ウェブ湿潤強さ） 乾燥 飽　和２ ２．５４ ２．５４ 比較実施例Ｂ 乾燥　　１０．１６　　１４８ 飽　和２１０．１８　　　　１５７ （ウェブ乾燥強さ） （ウェブ湿潤強さ） 乾燥　　２．５４　　１４８ 飽　和２２．５４　　　　１０５ （１）縦方向 （２）水道水中で飽和させたウェブ ４， 比較ウェブＡおよびＢのＢＭＦウェブと対照的に本発明
の実施例１のＢＭＦウェブの「ウェブ乾燥強さ」に較べ
て驚ろくほど高い「ウェブ湿潤強さ」を第■表に示す。
本発明のシート生成物またはウェブは、ワイブに使用し
たとき特に有利である。この用途においては、単一また
は複数のシートが取出せる容器から送り出される同一寸
法の紙状シ一トの積み重ねとして、またはロールから容
易に引裂けるセグメントに穴があけてあるシート製品の
ロールとして供給できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のＢＭＦウェプ製造用の装置の略図で
ある。 第２図は、第１図に示した装置の静的混合機の個々の要
素の拡大図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）ポリプロピレンおよびノニオン性界面活性剤を含
    む微小繊維から成る吹込微小繊維（ＢＭＦ）ウェブであ
    って、その「ウェブ乾燥強さ」の少なくとも１３０％の
    「ウェブ湿潤強さ」を有することを特徴とする前記のウ
    ェブ。 （２）前記の繊維形状成分が、本質的にポリプロピレン
    のみから成る請求項１に記載の吹込微小繊維ウェブ。 （３）前記の界面活性剤が、前記のポリプロピレンの少
    なくとも６重量％の量で存在する請求項２に記載の吹込
    微小繊維。 （４）ポリオレフィンＢＭＦウェブの製造方法であって
    、 （ａ）ポリオレフィン樹脂を押出し、 （ｂ）界面活性剤が甚だしく分解されない温度で該押出
    物にノニオン性界面活性剤を混合し、（ｃ）該混合物を
    吹込微小繊維に形成し、そして（ｄ）該吹込微小繊維を
    集めて凝集性ＢＭＦウェブにする 逐次工程から成ることを特徴とする前記の方法。 （５）工程（ｄ）に続いて前記のＢＭＦウェブの密度を
    高めることなく該ＢＭＦウェブの表面を強化する工程を
    含む請求項４に記載の方法。 （８）前記のポリオレフィンが、ポリプロピレンである
    請求項４に記載の方法。 （７）工程（ｂ）で添加する前記の界面活性剤の量が、
    前記のポリプロピレン１００重量部当り６〜２５部であ
    る請求項６に記載の方法。 （８）工程（ｂ）における前記の混合温度が、３５０℃
    以下である請求項４に記載の方法。 （９）ポリオレフィン吹込微小繊維のウェブ製造用の装
    置であって、 押出機、 吹込微小繊維用ダイ、 該押出機の出口を該ダイに接続させる混合手段、および 前記の混合手段中にノニオン性界面活性剤を供給する手
    段 から成ることを特徴とする前記の装置。 （１０）前記の混合手段が、静的混合機である請求項９
    に記載の装置。 （１１）前記の混合機と前記の混合手段とを相互に連結
    させるポンプをさらに含む請求項９に記載の装置。 （１２）請求項１のウェブで表面を拭くことから成る該
    表面から液体を除去する方法。 （１３）請求項４の方法によって製造したウェブで表面
    を拭くことから成る該表面から液体を除去する方法。
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