JPH0813309A - メルトブロー不織布及びその製造方法 - Google Patents

メルトブロー不織布及びその製造方法

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JPH0813309A
JPH0813309A JP6173651A JP17365194A JPH0813309A JP H0813309 A JPH0813309 A JP H0813309A JP 6173651 A JP6173651 A JP 6173651A JP 17365194 A JP17365194 A JP 17365194A JP H0813309 A JPH0813309 A JP H0813309A
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fibers
average fiber
fiber diameter
melt
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Makoto Suzuki
眞 鈴木
Hidetoshi Takeuchi
英俊 竹内
Juichi Kamei
寿一 亀井
Koretomo Ueki
是知 植木
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Tonen Sekiyu Kagaku KK
Tonen Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾過効率が良好で耐用期間の長いメルトブロ
ー不織布を提供する。 【構成】 １枚の不織布内において繊維が交絡した状態
で、平均繊維径が厚み方向に滑らかに変化しているメル
トブロー不織布は、異なる平均繊維径の繊維をメルトブ
ローする複数の装置を使用するとともに、各メルトブロ
ー装置のノズルより紡糸するメルトブロー繊維が集積前
に重なりあうように各メルトブロー装置を設定し、もっ
てメルトブロー繊維を堆積させることにより製造され
る。

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不織布及び
その製造方法に関し、特に濾過効率が良好で耐用期間の
長いメルトブロー不織布及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
エアーフィルタや液体の濾過材等の各種フィルター材に
不織布が使用されるようになり、その生産量も増加して
きている。
【０００３】このような不織布においては、良好な濾過
効率を得るために、入口側の細孔径が大きく、出口側の
細孔径が小さいのが好ましい。このため、太い繊維によ
り形成された不織布と、細い繊維により形成された不織
布とを貼り合わせることが行われている。しかしなが
ら、このような不織布は、貼り合わせた箇所で濾過抵抗
が段階的に大きくなるので、その部分で圧力損失が生
じ、貼り合わせた箇所から剥離したり、ゴミ等の異物が
残留したりしやすく、このため寿命が短くなるという問
題がある。
【０００４】したがって、本発明の目的は、濾過効率が
良好で耐用期間の長いメルトブロー不織布を提供するこ
とである。
【０００５】また、本発明のもう一つの目的は、上記メ
ルトブロー不織布を製造する方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、濾過効率が良好で、耐用期間の
長い不織布とするには、一方の面と他方の面との平均繊
維径を異ならせるとともに、その平均繊維径が円滑に変
化するようにすることが必要であること、また平均繊維
径の異なる繊維をメルトブローする複数の装置を使用
し、これらの装置から吐出されるメルトブロー繊維流が
重なるようにすれば、一方の面と他方の面との平均繊維
径が異なっており、しかもその平均繊維径が円滑に変化
している不織布を得ることができることを見出し、本発
明に想到した。
【０００７】すなわち、本発明のメルトブロー不織布
は、１枚の不織布内において繊維が交絡した状態で、平
均繊維径が厚み方向に滑らかに変化していることを特徴
とする。
【０００８】また、上記メルトブロー不織布を製造する
本発明の方法は、異なる平均繊維径の繊維をメルトブロ
ーする複数の装置を使用するとともに、各メルトブロー
装置のノズルより紡糸するメルトブロー繊維が集積前に
重なりあうように各メルトブロー装置を設定し、もって
メルトブロー繊維を堆積させることを特徴とする。
【０００９】本発明を以下詳細に説明する。 〔１〕メルトブロー不織布 本発明のメルトブロー不織布を構成する熱可塑性樹脂と
しては、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロ
ン６、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ポリフッ化ビニリデンなどを用いること
ができる。特に、ポリオレフィン及びポリアミドを用い
るのが好ましい。
【００１０】このような熱可塑性樹脂からなる本発明の
メルトブロー不織布は、一方の面の平均繊維径が0.1 〜
30μｍ、好ましくは0.2 〜20μｍで、さらに好ましくは
0.5〜15μｍである。また一方の面の平均繊維径φ1 に
対する他方の面の平均繊維径φ2 の比（φ2 ／φ1 ）
は、１／300 〜９／10、好ましくは１／60〜５／６、さ
らに好ましくは１／５〜２／３である。平均繊維径の比
（φ2 ／φ1 ）が１／300 未満では、得られる不織布の
濾過効率等を十分に高いものとすることができず、一方
９／10を超えると、不織布をフィルターとして使用した
時充分なフィルター寿命が得られなくなるため好ましく
ない。
【００１１】また、本発明の不織布は、平均繊維径がな
めらかに変化している。このような平均繊維径がなめら
かに変化している領域は、平均繊維径の異なる繊維が交
絡することにより形成される。特に、一方の面の側から
他方の面の側にかけて、平均繊維径の異なる繊維間の割
合がが変化しているのが好ましい。
【００１２】このような平均繊維径がなめらかに変化し
ている領域は、不織布全体の厚さを１００％として、５
％以上、特に50％以上を占めるのが好ましい。
【００１３】上述したような本発明のメルトブロー不織
布は、以下の物性を有するのが好ましい。 (1) 平均細孔径が５〜300 μｍ、特に20〜100 μｍ。 (2) 平均充填率が２〜20％、特に５〜15％。
【００１４】〔２〕製造方法 次に上述したようなメルトブロー不織布を製造する本発
明の方法について説明する。
【００１５】図１は、本発明のメルトブロー不織布の製
造方法に使用する装置を示す概略図である。図１におい
て、メルトブロー成形装置は、押出機１と、押出機１に
熱可塑性樹脂を供給するホッパー３と、押出機１の先端
に設けられた分流装置２と、分流装置２により分流され
た樹脂をそれぞれ吐出する第一のダイ４（第一の繊維を
吐出）及び第二のダイ４′（第二の繊維を吐出）と、加
熱気体輸送管５、５′によりダイ４、４′と接続してい
るエアー供給装置（図示せず）と、エアーヒータ（図示
せず）と、ダイ４の先端から所定の位置に設けられたコ
レクターロール６とを有する。
【００１６】また、図１におけるダイ４の断面図を図２
に示す。ダイ４は上部ダイプレート41と、下部ダイプレ
ート42と、上部ガスプレート43と、下部ガスプレート44
とからなる。このような各部を組み合わせることによ
り、オリフィス11と、スリット12及び13と、このスリッ
ト12及び13に連通した上部エアーチャンバー45及び下部
エアーチャンバー46とが形成される。またオリフィス11
は、後端部、中間部及び先端部とからなり、後端部には
樹脂のインレット47が接続し、中間部は樹脂のチャンバ
ー48となっている。また上部エアーチャンバー45及び下
部エアーチャンバー46には、それぞれ加熱気体輸送管５
が接続している。なお、上部ダイプレート41と、下部ダ
イプレート42中には、オリフィス11を後述する温度に保
持するためのヒータ14及び15が埋設されている。
【００１７】上述したような装置において第一のダイ４
及び第二のダイ４′のオリフィス11の径は、0.1 〜３m
m、特に0.2 〜２mmであるのが好ましい。オリフィスの
径が0.1mm 未満では、ダイスの圧力が上昇するため安定
した紡糸運転を行うのが困難であり、一方３mmを超える
と得られる繊維の平均径を30μｍ以下とするのが困難と
なるため好ましくない。なお、ダイ４、４′のオリフィ
ス11の径は、後述するように所望とする平均繊維径に応
じてそれぞれ適宜変更することができる。
【００１８】スリット12及び13から噴射される加熱エア
ー（ブローエアー）の温度は、250〜350 ℃、特に260
〜320 ℃が好ましい。
【００１９】また、図３に示すように第一及び第二のダ
イ４、４′は、所定の間隔（オリフィス間の距離：Ｔ）
を有し、それぞれのダイのなす角度（オリフィスのなす
角度：ｘ）が所定の範囲内にあるのが好ましい。具体的
には第一及び第二のダイ４、４′の間隔（Ｔ）は300 〜
700cm 、特に400 〜600cm で、それぞれのダイ（オリフ
ィス）のなす角度（ｘ）は５〜180 °、特に30〜70°で
あるのが好ましい。
【００２０】ダイ４、４′とコレクターロール６との距
離は100 〜600cm 、特に200 〜400cm であるのが好まし
い。ダイ４、４′とコレクターロール６との距離が100c
m 未満では、繊維を十分に交絡させるのが困難となり、
一方600cm を超えると、繊維流が乱れてしまうととも
に、堆積時に繊維が完全に固化して、繊維どうしが十分
交絡した不織布を得るのが困難となるため好ましくな
い。
【００２１】このようなメルトブロー成形装置におい
て、不織布を構成する樹脂は、ホッパー３から押出機１
に供給され、溶融混練された後、分流装置２により第一
及び第二のダイ４、４′に供給される。第一のダイ４に
供給された樹脂は、インレット47を経てオリフィス11か
ら吐出される。このときスリット12及び13から高速で噴
射されている加熱エアーにより、吐出された溶融樹脂は
極細化される。ここで生成した第一の繊維流７は、回転
するコレクターロール６などの捕集面上に集積される。
一方第二のダイ４′に供給された樹脂も同様にして極細
化され、第二の繊維流７′は、回転するコレクターロー
ル６などの捕集面上に集積される。
【００２２】第一及び第二のダイ４、４′が図３に示す
ように所定の間隔及び角度で設置されているので、第一
の繊維流７と第二の繊維流７′の少なくとも一部はコレ
クターロール６（捕集面）に到達するまでの間に交絡す
る。この交絡の割合は、第一及び第二のダイ４、４′の
間隔及び角度により適宜設定可能であるが、ダイ４及び
ダイ４′から吐出されるメルトブロー繊維の吐出量の合
計を１００重量％として５〜70重量％、好ましくは20〜
40重量％とする。
【００２３】交絡の割合が５重量％未満では、得られる
不織布のあめらかに変化している領域が少なすぎ、これ
に伴って濾過抵抗が段階的に変化するため、不織布の内
部にゴミ等の異物が残留しやすくなる。一方交絡の割合
が70重量％を超えると、フィルターの寿命延長は期待で
きない。
【００２４】このようにして２個のダイから吐出された
繊維流の一部を交絡させながら堆積させることにより、
まず平均繊維径の大きい第一の繊維が単独で堆積（７
ａ）し、続いて第一の繊維と第二の繊維との交絡した繊
維流が堆積（７ｂ）し、最後に平均繊維径の小さい第二
の繊維が単独で堆積（７ｃ）することになり、本発明の
不織布８を得ることができる。なお７ｂについて詳細に
検討すると、メルトブロー繊維は、図３に示すようにス
プレー状に拡散して吐出されるが、その分布は拡散した
どの部分でも均等でなく、およそ正規分布を示す。この
ため、繊維流７、７′の端部では繊維量は少なく、中心
部で多くなる。したがって、第一の繊維が大半を占める
状態から徐々に第二の繊維の割合が増加していくことに
なり、このため、７ｂでは平均繊維径がなめらかに変化
することになる。
【００２５】なお、第一及び第二の繊維の吐出量は、分
流装置２により第一及び第二のダイ４、４′への樹脂の
流入量をそれぞれ調節することにより調整可能である。
【００２６】このようにして得られる本発明のメルトブ
ロー不織布には、その後加熱ロールによる熱セット、赤
外線照射、誘導加熱等の後処理を施すことができる。
【００２７】以上本発明のメルトブロー不織布の製造方
法について、２個のダイを使用した場合を例に説明して
きたが、本発明はこれに限定されず、ダイの数を３個以
上としてもよい。また、例えば２台以上の押出機を用い
て、それぞれの押出機にダイを接続し、そこから同種ま
たは異種の樹脂からなる繊維流をそれぞれ吐出させても
よいし、さらには、本実施例のように大きい平均繊維径
の繊維（第一の繊維）をダイ４から、小さい平均繊維径
の繊維をダイ４′から吐出させず、その逆であってもよ
い。ただし、３個以上のダイを使用する場合、平均繊維
径が順次変化するように設置するのが好ましい。
【００２８】
【作用】本発明においては、平均繊維径の異なる繊維を
メルトブローする複数の装置を使用し、これらの装置か
ら吐出されるメルトブロー繊維流が重なるようにして堆
積させてメルトブロー不織布を製造しているので、得ら
れる不織布は、一方の面と他方の面との平均繊維径が異
なっており、しかもその内部で平均繊維径が円滑に変化
している。
【００２９】このような効果が得られる理由については
必ずしも明らかではないが、複数のダイを使用して、そ
れぞれ異なる平均繊維径のメルトブロー繊維を吐出し、
これらの繊維を重ならせているので、この重なり合った
部分では、一方のメルトブロー装置の繊維が多い状態か
ら、徐々に他方の繊維の比率が高くなるためであると考
えられる。
【００３０】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。実施例１〜３ ホモポリプロピレン（東燃化学（株）製、Ｓ２１５）を
使用し、図１に示す装置により、第１表に示す製造条件
でメルトブロー不織布を作製した。得られたメルトブロ
ー不織布の厚さ、通気度、平均細孔径、一方の面の平均
繊維径、他方の面の平均繊維径、ＮａＣｌ効率、圧力損
失及びフィルター特性を測定した。結果を第２表に示
す。
【００３１】比較例１〜２ ダイのなす角度を０°、ダイ間の距離を50cmとした以外
実施例と同様にして、第一のダイ及び第二のダイから吐
出されるメルトブロー繊維がかさならないようにし、２
種類の平均繊維径の繊維からなるメルトブロー不織布を
製造した。得られたメルトブロー不織布の厚さ、通気
度、平均細孔径、一方の面の平均繊維径、他方の面の平
均繊維径、ＮａＣｌ効率、圧力損失及びフィルター特性
を測定した。結果を第２表に示す。
【００３２】比較例３ ノズル温度300 ℃、オリフィス径0.3 μｍ、吐出量３kg
/h、エアー温度310 ℃及びエアー吐出量５Nm3 / min の
条件で、引取速度を変えて、それぞれ0.34ｍｍ及び0.38
ｍｍの厚さの不織布を作成した。一方の不織布の平均繊
維径は６μｍであり、他方の不織布の平均繊維径は４μ
ｍであった。これらの不織布２枚を、接着剤により貼り
合わせて、１枚の不織布とした。得られた不織布の特性
を第２表に示す。
【００３３】 第 １ 表製造条件 実施例１ 実施例２ 実施例３ 比較例１ 比較例２ ノズル温度（℃） 300 300 300 300 300 第一のダイ オリフィスの径（μｍ） 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 吐出量（kg／分） ３ 4.2 ６ ６ ５ エアー温度（℃） 310 310 310 310 310 エアーの吐出量(1) ２ ３ ４ ６ ３ 第二のダイ オリフィスの径（μｍ） 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 吐出量（kg／分） ３ ３ 3.5 ８ 15 エアー温度（℃） 310 310 310 310 310 エアーの吐出量(1) ２ ３ ３ ６ ３ 第一のダイの第二のダイとの距離 (cm) (2) 50 50 50 50 50 第一のダイと第二のダイとのなす角（°）(3) 50 50 45 ０ ０ ダイとコレクターロールとの距離 (cm) 40 40 40 40 40 交絡率（％）(4) 30 30 35 ０ ０
【００３４】注) (1) 樹脂成分１ｇ当たりのエアーの吐
出量（単位はＮｍ3 ／ｍｉｎ）。 (2) オリフィス間の距離。 (3) オリフィスの方向のなす角度。 (4) 交絡部分（かさなりあった部分）の重量／（第一の
ダイの総吐出量＋第二のダイの総吐出量）×１００（重
量％）により算出した。
【００３５】 第 ２ 表 物性 実施例１ 実施例２ 実施例３ 厚さ（ｍｍ） 0.655 0.554 0.531 通気度(1) 42.5 105.2 36.3 平均細孔径(2) （μｍ） 20.7 36.1 21.8 平均繊維径(3) （μｍ） 一方の面の側φ1 0.8 ６ 10 他方の面の側φ2 0.5 ３ ２ ＮａＣｌ効率(4) 37.97 11.08 40.77 圧力損失(5) 1.8 0.6 1.8 フィルター特性(6) 0.265 0.196 0.291
【００３６】 第 ２ 表 （続き） 物性 比較例１ 比較例２ 比較例３ 厚さ（ｍｍ） 0.75 0.624 0.517 通気度(1) 31.2 80.4 27.1 平均細孔径(2) （μｍ） 31.2 57.6 24.8 平均繊維径(3) （μｍ） 一方の面の側φ1 0.8 ６ ６ 他方の面の側φ2 0.5 ３ ４ ＮａＣｌ効率(4) 33 8.5 29.55 圧力損失(5) 2.0 0.8 2.9 フィルター特性(6) 0.20 0.11 0.121
【００３７】(1) 通気度：ＪＩＳＬ1095に準拠して測定
した（単位： cc/cm 2 /sec)。 (2) 平均細孔径：ポロメーターにより測定した。 (3) 平均繊維径：ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により、
一方の面、他方の面、内層（交絡部分）及び不織布全体
についてそれぞれ測定した。 (4) 単位：％／at５cm／ｓ。 (5) 単位：mmAg／at５cm／ｓ。 (6) フィルター特性＝ln（１／Ｐ）／圧力損失。 Ｐ＝１−（ＮａＣｌ効率）。
【００３８】第２表のＮａＣｌ効率、圧力損失及びフィ
ルター特性が示すように、実施例１〜３のメルトブロー
不織布は、比較例１〜３のメルトブロー不織布と比較し
てフィルターとして使用した際の初期効率が良好で、ラ
イフ値が大きかった。なお、実施例１のメルトブロー不
織布の断面を、ＳＥＭ（500 倍）により観察したとこ
ろ、平均繊維径の平均繊維径が滑らかに変化しており、
境界等は内部に存在していなかった。
【００３９】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明において
は、平均繊維径の異なる繊維をメルトブローする複数の
装置を使用し、これらの装置から吐出されるメルトブロ
ー繊維流が重なるようにして堆積させてメルトブロー不
織布を製造しているので、得られる不織布は、一方の面
と他方の面との平均繊維径が異なっており、しかもその
内部で平均繊維径が円滑に変化している。このような本
発明のメルトブロー不織布は、電池用セパレータ、耐熱
フィルター等の各種フィルターに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメルトブロー不織布を製造する装置を
示す概略図である。
【図２】図１のメルトブロー不織布の製造装置のダイの
断面図である。
【図３】本発明のメルトブロー不織布を製造する装置に
おけるダイの間隔及び角度、並びにメルトブロー不織布
の交絡の状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・押出機 ２・・・分流装置 ３・・・ホッパー ４・・・第一のダイ ４′・・・第二のダイ ５、５′・・・加熱気体輸送管 ６・・・コレクターロール ７、７′・・・繊維流 ８・・・不織布 11・・・オリフィス 12、13・・・スリット 14、15・・・ヒータ 41・・・上部ダイプレート 42・・・下部ダイプレート 43・・・上部ガスプレート 44・・・下部ガスプレート 45・・・上部エアーチャンバー 46・・・下部エアーチャンバー 47・・・インレット 48・・・樹脂チャンバー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １枚の不織布内において繊維が交絡した
    状態で、平均繊維径が厚み方向に滑らかに変化している
    ことを特徴とするメルトブロー不織布。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のメルトブロー不織布に
    おいて、不織布の一方の面の繊維の平均繊維径φ1 が0.
    1 〜30μｍで、他方の面の繊維の平均繊維径φ2が前記
    一方の面の繊維の平均繊維径φ1 に対して、1/300 〜9/
    10の比（φ2 ／φ1 ）であることを特徴とするメルトブ
    ロー不織布。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のメルトブロー不
    織布の製造方法であって、異なる平均繊維径の繊維をメ
    ルトブローする複数の装置を使用するとともに、各メル
    トブロー装置のノズルより紡糸するメルトブロー繊維が
    集積前に重なりあうように各メルトブロー装置を設定
    し、もってメルトブロー繊維を堆積させることを特徴と
    する方法。
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