JPH07145542A - ポリアミドメルトブローン不織布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 単孔吐出量を0.25ｇ／分以上に上げてもポリ
マー玉の発生がなく、良好な目付均一性と極めて柔軟性
に優れたポリアミド極細繊維不織布を高生産性で長時間
安定に製造可能な方法の提供。 【構成】 頂角端部が実質的に平坦部を持たず、頂角端
部がリップ端より外側へ突き出した距離Ｌが0mm以上、
0.8mm以下、リップ間隔Ｗが1.0mm以上2.0mm以下、かつ
二等辺三角形の頂角θが80°以上100°以下であるメル
トブローンノズルダイを用い、繊維形成性ポリアミドの
オリフィス状ノズル通過時の溶融粘度を20ポイズ以上25
0ポイズ以下とし、かつ高温高速の気体の噴射圧力を0.2
kg／cm²以上1.0kg／cm²とすることを特徴とするポリア
ミドメルトブローン不織布の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメルトブローン不織布の
欠点であるポリマー玉の混入がほとんどなく、目付均一
性と柔軟性に優れた風合を有するポリアミドメルトブロ
ーン繊維不織布を高い生産性で安定に製造する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を溶融紡糸し、これを高速
の気体によつて繊維流とした後、シート状に捕集して不
織布を製造する方法は、特開昭49−10258号公報、特開
昭49−48921号公報、特開昭50−121570号公報等でメル
トブローン法と称して種々提案されており、繊維形成性
ポリアミドをメルトブローン法で不織布とする方法につ
いても特公昭60−22100号公報や特公昭60−56825号公
報、特開昭50−121570号公報、特開昭55−90663号公
報、特開昭50−46972号公報、特開昭54−134177号公報
および特開昭55−90663号公報等で提案されている。

【０００３】これらのうち、特開昭55−90663号公報に
は、断面が二等辺三角形で、ダイ尖端部に多数のダイオ
リフィスを有するダイノーズから溶融ポリアミドを吐出
し、このダイオリフィスの開口端近傍に加熱ガスを噴射
することにより、ポリアミドを細化するメルトブローン
方法において、前記ダイノーズ尖端の平坦部の幅を0.1
〜0.2mm、加熱ガス温度を320〜370℃、加熱ガス圧力を
1.5〜6.0kg／cm²、加熱ガス噴出用スリット幅を0.10〜
0.20mm、ダイノーズ尖端部のリップ板尖端部からの突出
距離を0.01〜0.40mm、前記二等辺三角形の頂角を40〜90
°とすることが提案されている。

【０００４】さらに、本発明者らは特開平3−146756号
で、相対粘度1.6〜2.2ポイズの繊維形成性ポリアミドを
ノズルオリフィス部での溶融粘度を20〜250ポイズと
し、ノズル温度を270〜320℃とすることによって良好な
目付均一性と極めて柔軟性に優れた風合いを有するポリ
アミドメルトブローン不織布を製造する方法について提
案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭55−90663
号公報や特開平3−146756号公報に記載されたポリアミ
ドのメルトブローン不織布の製造においても、ポリマー
玉を発生することなく長時間安定にポリアミド極細繊維
不織布を製造することはできる。しかし、従来の方法に
より安定に製造できるのは、単孔吐出量の比較的小さい
範囲であり、例えば、特開昭55−90663号公報の方法で
単孔吐出量が0.2ｇ／分以下、特開平3−146756号公報の
方法でも単孔吐出量が0.25ｇ／分以下の範囲でしか長時
間安定にメルトブローンすることができない。すなわ
ち、生産量を上げようとして単孔吐出量をこれらの値よ
り大きくすると比較的短時間の内にノズルオリフィス周
りやリップ端に汚れが付着し、ポリアミドの吐出や熱風
の流れを乱すため、ポリマー玉の発生や異常断糸の発生
によってメルトブローンの継続が不可能となってしま
う。

【０００６】本発明は、単孔吐出量を0.25ｇ／分以上に
上げてもポリマー玉の発生がなく、良好な目付均一性と
極めて柔軟性に優れたポリアミド極細繊維不織布を高生
産性で長時間安定に製造可能な方法を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、断面が二等辺
三角形であり、二等辺三角形の頂角端部に一列に穿設さ
れたオリフィス状ノズルから繊維形成性ポリアミドを溶
融吐出し、前記二等辺の両側に一定の間隙を有するよう
な一対のリップを設け、該リップ間隙より噴出する高温
高速の気体によって、前記繊維形成性ポリアミドを細化
繊維化し、次いでこれをシート状に捕集するポリアミド
メルトブローン不織布を製造する方法において、前記頂
角端部が実質的に平坦部を持たず、頂角端部がリップ端
より外側へ突き出した突出距離(Ｌ)が０mm以上、0.8mm
以下、前記リップ間隔(Ｗ)が1.0mm以上、2.0mm以下、か
つ前記二等辺三角形の頂角(θ)が80°以上、100°以下
であるメルトブローンノズルダイを用い、前記繊維形成
性ポリアミドのオリフィス状ノズル通過時の溶融粘度を
20ポイズ以上、250ポイズ以下とし、かつ前記高温高速
の気体の噴射圧力を0.2kg／cm²以上、1.0kg／cm²とする
ことを特徴とするポリアミドメルトブローン不織布の製
造方法である。

【０００８】

【作用】以下に、本発明を図面を交えて詳細に説明す
る。本発明にいう繊維形成性ポリアミドとは、たとえば
ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン7、ナイロン11、ナ
イロン12、ナイロン6,10、ポリヘキサメチレンイソフタ
ルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリ
パラキシレンドデカンアミドあるいは、これらの共重合
体等繊維形成性のある任意のポリアミドを含み、さらに
熱安定剤、光安定剤、顔料あるいは顔料をあらかじめ熱
可塑性重合体に分散させたマスターバツチあるいは紡糸
性を改良したり、繊維の膠着性を紡糸するための添加
剤、例えば、酸化チタン等、公知の添加剤を含むものを
包含する。これらのポリアミドのうち、本発明において
は特にナイロン6及びナイロン６，６が好適である。

【０００９】図１は本発明で用いるメルトブローンノズ
ルの断面図である。本発明で用いる断面が２等辺三角形
であるメルトブローンノズルにおいて、頂角端が実質的
に平坦部をもたないことが重要である。図２に示すよう
にこの頂角端に平坦部が形成されると、一対のリップ間
隔を通過して噴射される高温高速気体流は、図中に破線
で示した２等辺の延長線と平坦部で形成される三角形部
分へは直接的に流れることなく、真空に近い状態となる
ため、気体の流れが安定性を欠き、ポリアミドポリマー
流の吐出するオリフィス状ノズル部における高温高速気
体流のポリマー流への噴射、細化作用も不安定化するた
めか、ポリマー玉、すなわちポリマー流の細化が不十分
となってしまった結果生じる欠点が発生し易くなる。特
に、ポリマーの単孔吐出量が０．２５ｇ／分を越えて大
きくした場合には、ポリマー玉の発生をなくすることが
できない。これに対して、頂角部に実質的に平坦部がな
い場合は、このような問題はない。なお、頂角部に実質
的に平坦部がないとは、平坦部がまったくないか、平坦
部がある場合にはその幅が約0.05から0.08mmまたはそれ
以下であることをいう。

【００１０】さらに、本発明で用いるメルトブローンノ
ズルダイにおいて、前記頂角端がリップ端より外側に突
き出した突出距離(Ｌ)が０mm以上、８mm以下であること
が重要である。すなわち、図２に示すように、頂角端が
リップ端より外側へ突き出すことなく内側にある場合、
すなわち、(Ｌ)が０mm未満の場合には、ノズルダイの先
端部である頂角部を掃除することが実質的に不可能とな
ってしまって操業用には使えない。なぜなら、ポリアミ
ドのメルトブローンにおいては、ポリアミドポリマー中
に微量に存在するオリゴマーやモノマーといった揮発性
物質が長時間運転した場合にこの頂角部周辺に付着、蓄
積することを回避することができず、これを清掃する必
要がある。それよりもさらに切実な問題は、通常ノズル
ダイを新しくセットして全く初めて溶融ポリマーをノズ
ルオリフィスから吐出する場合はそれまで機台停止中に
生じた劣化ポリアミドポリマーが不安定にと出し、ノズ
ルオリフィス回りを汚してしまうので、これをきれいに
掃除、除去してから本運転を開始しなければ安定運転で
きないのであるが、このような掃除ができないことであ
る。一方、(Ｌ)が0.8mmを越えて大きくなると、ポリア
ミドポリマー流を細化繊維化するための高温高速の気体
流がリップ間隙を通って噴射してからポリマー流へ作用
する距離が大きくなって膨張してしまうためか、細化繊
維化作用が著しく低下して細化が極端に不良となってし
まう。

【００１１】さらに、また、本発明で使用するメルトブ
ローンダイのリップ間隙(Ｗ)は、1.0mm以上、2.0mm以下
であることが重要である。すなわち、リップ間隙(Ｗ)が
1.0mm未満では、操業用メルトブローンダイのようにそ
の幅が1.5ｍを越え、２ｍにも及ぶリップ間隙を一定に
調整して保つことが実際的に不可能となってしまう。事
前にいくら正確に調整しても、材質の熱膨張により発生
する誤差や、ノズルダイ、リップを繰り返し使用するこ
とによる変形、歪みの発生による誤差は避けがたいもの
があるが、リップ間隔を１mm未満と小さくすると、前記
誤差が相対的に大きくなり、ここを流れて噴射される高
温高速の基体はダイ幅方向にあるこの相対的誤差に応じ
た流量、流速斑を生じるため、安定なメルトブローンが
できない。その結果、幅方向に繊維径や目付の斑を生じ
る。さらに、リップ間隙が１mmと小さいと、長時間連続
運転した場合、ポリアミドポリマー中に存在する微量の
オリゴマーなどの揮発性物質が、リップ端に付着蓄積し
やすくなり、これが高温高速の気体の流れを乱したり、
吐出ポリマーの流れを乱すため、ポリマー玉を発生しや
すくなる。特に、ポリマーの吐出量が0.25ｇ／分を越え
て多く吐出する場合においてはこの傾向は顕著となる。
一方、リップ間隙が2.0mmを越えて大きくなると、高温
高速の気体の流路が広がるため、ポリアミドポリマー流
を十分に細化繊維化するのに必要な最低噴射圧力0.2kg
／cm²を得るための該気体量が非常に大きくなり無駄で
あると同時に細化不良となる。

【００１２】また、本発明で用いるメルトブローンノズ
ルダイにおいて、２等辺三角形の頂角(θ)が80°以上、
100°以下であることが重要である。頂角が80°未満、
又は100°を越えて大きい場合には、ポリアミドポリマ
ーの単孔吐出量が0.25ｇ／分以上ではポリアミドポリマ
ー流を良好に細化繊維化可能となる高温高速気体流の噴
射圧力を0.2kg／cm²以上にする前にポリマー玉が発生し
てしまう。この理由は明確には分からないが、一対のリ
ップ間隙から噴出する高温高速の気体流はそれぞれ頂角
(θ)の1/2の角度をもって吐出ポリアミドポリマーに作
用する訳であるが、その角度が45°の場合、すなわち頂
角が90°の場合には、気体流のもつ力の、ポリマー流の
吐出方向とそれに直交する抗力方向の成分が等しくなる
ため気体流が最も効率よくポリマー流を押さえ込み、か
つ下方に流れるため、最も効率よく細化繊維化されるも
のと推定される。これに対して、頂角が小さくなると、
気体流のもつ力の下方成分は大きくなるが、ポリアミド
ポリマー流に牽引力を与える垂直方向の抗力成分が小さ
くなるため、ポリアミドポリマー流を十分に牽引でき
ず、その結果、細化不良を生じポリマーためを生ずるも
のと考えられる。これとは逆に頂角が大きくなるとポリ
アミドポリマー流に対する垂直抗力成分は大きくなる
が、下方成分が小さくなるため、同様にポリアミドポリ
マー流を十分に牽引できず、その結果、細化不良を生じ
ポリマーためを生ずるものと考えられる。

【００１３】さらに、本発明においては、オリフィス状
ノズル通過時のポリアミドの溶融粘度を20ポイズ以上、
250ポイズ以下にすることが重要である。すなわち、オ
リフィス状ノズル通過時のポリアミドの溶融粘度つまり
メルトブローン時のポリアミドの溶融粘度はメルトブロ
ーン調子に非常に大きな影響をもつている。紡糸口金部
における溶融粘度が20ポイズ未満の場合、ポリマーのメ
ルトテンションが小さくなり過ぎ、繊維形成性が低下し
てポリマー流の切断が非常に多くなり、形成される繊維
の長さは短くなる。その結果繊維相互の絡み合いが少な
くなり、かつ繊維強力も小さくなるため、正常に捕集さ
れずに、空中へ綿状で飛散する“風綿”とか“フライ”
と呼れるものが多く発生して安定なメルトブローンを継
続して実施する事が事実上不可能になる。又、得られる
メルトブローン不織布も筋状や紐状の繊維束が多量に混
入して目付均一性や外観の不良なものとなつてしまう。
一方、オリフィス状ノズル通過時のポリアミドの溶融粘
度が250ポイズを越えて大きくなると先ず第１にメルト
ブローンによる細化が進みにくくなる。すなわち細化を
進めるため必要な高温高速の気体流量をより多く又その
温度をより高くする必要がありエネルギー消費的に不利
になる。

【００１４】また、本発明においては高温高速の気体の
噴射圧力を0.2kg／cm²以上、1.0kg／cm²以下とすること
が重要である。高温高速の気体の噴射圧力が0.2kg／cm²
未満の場合には、溶融吐出するポリアミドポリマーの単
孔吐出量が0.25ｇ／分以上としたとき、十分に細化繊維
化することができず、得られたポリアミドメルトブロー
ン不織布はポリマー玉を含み、しかもメルトブローン不
織布としては粗硬で地合も不良なものとなってしまう。
一方、高温高速の気体の噴射圧力が1.0kg／cm²を越えて
大きい場合には、長時間にわたってメルトブローンを実
施するとリップやオリフィス状ノズル周辺に着色した付
着物が集積する。この集積物は経時的に多くなり遂には
吐出ポリマー流に接触する。その場合には紡糸口金面で
不良な糸切れが発生する。

【００１５】一般にメルトブローンでは、形成される繊
維は完全な連続ではなく、有限な長さをもつ不連続な繊
維と推定されるが、これは、メルトブローンにおいて
は、細化完了後にはポリマー流が、その高速の変形に追
従しきれずに、規則的、安定に切断するものである。こ
れに対し、上記の不良な糸切れはこれとは全く異質なも
のであり、細化前に切れるため未延伸である事はもちろ
ん極めて太いもので不織布中に混入するとその品位を著
しく損ねるものである。この付着物の発生の正確な理由
は分らないが、溶融粘度が高過ぎるメルトブローンで
は、高温高速の気体によるポリマー流の細化が不規則に
なる要素が増大して、切断も不規則に生じてその一部分
が正常なブローン方向以外へも飛散するため紡糸口金周
辺へ付着するものと推定される。

【００１６】本発明の方法で製造されるメルトブローン
不織布は該不織布を構成する繊維直径が５ミクロン以下
であることが好ましいが、上記のように、本発明の方法
によれば、繊維直径が５ミクロン以下で、目付均一性が
高く、しかも極めて柔軟な風合いを有するポリアミドメ
ルトブローン不織布を高い生産性で安定に製造すること
ができる。さらに、本発明の方法で製造されるメルトブ
ローン不織布の目付は指向する用途によつて決められる
が一般に5〜200ｇ／m²の範囲である。例えば接着芯地用
に用いる時には低目付をサージカルガウン、ドレープ、
殺菌ラツプ、衣料用中綿等に用いるときは中目付、農業
用、土木用、工業用に用いるときは中目付ないしは高目
付とする。

【００１７】本発明の不織布を用いた産業上の利用例と
して以下のものを挙げることが出来る。 ・建築資材 アスフアルトルーフイング基布あるいは塗
膜防水層補強布などの防水材、結露防止シート、ハウス
ラツプ基布、保温用ガラスウール表皮材、吸着シート、
保温シート ・農業資材 遮光用シート、育苗用シート、吸排水シー
ト、防根シート、防草シート・生活資材 風呂敷、手提
袋、使い捨てカイロ袋、カーテン、障子紙、家具、椅子
の裏張り、防虫シート、タフトカーペツトの基布、作業
衣、デイスポーザブルの簡易衣料、保温中綿、中綿の吹
き出し防止シート、キルテイングシート、ワイピングク
ロス、レザーの基布、靴の内装材、テイーパツク、芯地 ・工業資材 エアフイルター、オイルフイルター、電線
押え巻テープ、包装材、絶縁用テープ、電池セパレータ
ー、ＦＲＰ基布、車輌資材（カーマツト、カーシート
等） ・医療・衛生資材 紙おむつ、メデイカルガウン、手術
用覆布、パツプ剤の基布、ナプキン

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施態様を具体的な実施例で説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。なお、本発明のポリアミドの相対粘度は98％H₂SO
₄を溶媒にポリアミドを1ｇ／100cc溶解した溶液につい
て、毛細管粘度計を用いて温度25℃で測定した。また、
本発明の方法で得られるメルトブローン不織布を構成す
る繊維の平均直径は、メルトブローン不織布を走査電子
顕微鏡で1000倍に拡大した写真にとり、その100本の直
径を測定し、その数平均により求めた。

【００１９】実施例１〜５、比較例１〜９ 図１に示すような、孔径0.3mmのオリフィス状ノズルを
0.75mmピッチで一列に配列したダイ幅2100mmのメルトブ
ローンノズルダイを設置したメルトブローン装置を使用
して、原料ポリマーとして相対粘度2.01のナイロン６を
用いて、ポリマー溶融温度290℃（ただし、実施例８で
は330℃、実施例９では260℃）とし、高温高速気体とし
て290℃の熱風を用い、その他主要メルトブローン条件
を表１に示す条件でポリアミドメルトブローン不織布を
製造した。また、その評価結果を表２に示した。

【００２０】

【表１】 突出距離(Ｌ)：−は内側に引っ込んだ状態を示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】本発明の実施例である実施例１〜５では、
単孔吐出量0.6ｇ／分程度の高吐出量でもメルトブロー
ン工程調子、メルトブローン不織布品質とも良好なメル
トブローン不織布が得られた。これに対し、本発明外で
ある比較例１〜９では、いずれの例においても単孔吐出
量0.3ｇ／分程度の低吐出量でもメルトブローン工程調
子、メルトブローン不織布品質のいずれかが不良であ
り、高生産性は得られなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、従来低い生産性でしか
得られなかった、目付均一性が良好でしかもメルトブロ
ーン不織布の欠点であるポリマー玉の混入のほとんどな
い極めて柔軟な風合いのポリアミドメルトブローン不織
布を高い生産性で製造することが可能となる。得られた
ポリアミドメルトブローン不織布は、衣料用芯地、メデ
イカル用ガウン、ドレープ、殺菌用ラツプ、キルティン
グ中綿、等に好適に使用できる。また、低目付でも良好
な目付均斉度をもつため、低目付でも接着芯地の接着用
樹脂の裏抜け防止効果や、バクテリア等の通過を防止が
良好で、しかも柔軟性、通気性や透湿性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で用いるメルトブローンノズルの断面
図である。

【図２】 従来例のメルトブローンノズルの断面図であ
る。

【符号の簡単な説明】

Ｌ：頂角端部のリップ端よりの突出距離 Ｗ：リップ間隙 θ：ダイの頂角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０４Ｈ 3/03 Ａ 7199−3Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が二等辺三角形であり、二等辺三角
   形の頂角端部に一列に穿設されたオリフィス状ノズルか
   ら繊維形成性ポリアミドを溶融吐出し、前記二等辺の両
   側に一定の間隙を有するような一対のリップを設け、該
   リップ間隙より噴出する高温高速の気体によって、前記
   繊維形成性ポリアミドを細化繊維化し、次いでこれをシ
   ート状に捕集するポリアミドメルトブローン不織布を製
   造する方法において、前記頂角端部が実質的に平坦部を
   持たず、頂角端部がリップ端より外側へ突き出した突出
   距離(Ｌ)が０mm以上、0.8mm以下、前記リップ間隔(Ｗ)
   が1.0mm以上、2.0mm以下、かつ前記二等辺三角形の頂角
   (θ)が80°以上、100°以下であるメルトブローンノズ
   ルダイを用い、前記繊維形成性ポリアミドのオリフィス
   状ノズル通過時の溶融粘度を20ポイズ以上、250ポイズ
   以下とし、かつ前記高温高速の気体の噴射圧力を0.2kg
   ／cm²以上、1.0kg／cm²とすることを特徴とするポリア
   ミドメルトブローン不織布の製造方法。