JPH1121753A

JPH1121753A - スリット紡糸メルトブロー不織布の製造方法

Info

Publication number: JPH1121753A
Application number: JP19648397A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Sugano; 友章菅野
Original assignee: TOUNEN TAPIRUSU KK
Current assignee: TOUNEN TAPIRUSU KK
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】押出抵抗が大きく、剪断発熱を起こしやすい
樹脂を生産性が良く、均一な極細繊維不織布を安定的に
製造することを可能にするメルトブロー不織布の製造方
法の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂を、リップ幅が０．１〜
２．０ｍｍのスリットを有するダイからフィルム状に吐
出すると共に、その吐出したフィルム状溶融熱可塑性樹
脂に、前記スリットの両側に隣接して設けられたスリッ
トから加熱ガスを斜めに噴射することにより、フィルム
状熱可塑性樹脂を繊維状に細化しながら下流方向に設け
られた移動捕集面上にシート状に捕集することを特徴と
するスリット紡糸メルトブロー不織布の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂の生
産性の高いスリット紡糸メルトブロー不織布の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数個配列されたオリフィスから
吐出された繊維状溶融重合体を、該オリフィスに隣接し
て設備された噴射ガス口から加熱空気や他のガスを噴射
せしめて、溶融重合体を強制牽引し、効果的に細化を行
い、実質的に１０μｍ以下の繊維を形成し、その繊維流
を捕集し不織布を製造するメルトブロー不織布の製造方
法が極細繊維不織布の製造方法として用いられてきてい
る。

【０００３】しかし、単位スペース当たりの生産量を高
めるために重合体オリフィスの１穴当たりの吐出量を増
大すると、繊維は次第に大きくなりショットとよばれる
玉の生成が促進されるという問題があった。また、押出
抵抗が大きく、剪断発熱を起こしやすい樹脂にあって
は、紡糸時に架橋劣化による分子構造の変化が生じ、紡
糸前後で大幅にメルトフローレイトが変化し、紡糸し難
くなり、均一な紡糸ができないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、押出
抵抗が大きく、剪断発熱を起こしやすい樹脂を生産性が
良く、均一な極細繊維不織布を安定的に製造することを
可能にするメルトブロー不織布の製造方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の目
的を達するために、複数の紡糸オリフィスの代わりに特
定のリップ幅を持った幅広スリットを用い、特定の流速
の高速気体によりフィルム状溶融樹脂を細繊化すると同
時に延伸して、その繊維流を捕集することにより、容易
に繊維径分布の狭い極細繊維からなる不織布が製造でき
ることを見出し、本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂を、リ
ップ幅が０．１〜２．０ｍｍのスリットを有するダイか
らフィルム状に吐出すると共に、その吐出したフィルム
状溶融熱可塑性樹脂に、前記スリットの両側に隣接して
設けられたスリットから加熱ガスを斜めに噴射すること
により、フィルム状熱可塑性樹脂を繊維状に細化しなが
ら下流方向に設けられた移動捕集面上にシート状に捕集
することを特徴とするスリット紡糸メルトブロー不織布
の製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においては、熱可塑性樹脂
を幅広スリットを有する紡糸スリットから吐出させ、該
幅広スリットから得られる幅広プラスチックフィルムに
スリットの両側から加熱高速気体を吹き付け、該フィル
ムを極細繊維に分繊、延伸し、かつこれらの極細繊維流
を捕集し不織布を製造する方法であるが、以下に本発明
の構成について詳細に説明する。

【０００８】本発明において、樹脂を吐出するスリット
ダイは、一般に用いられるシート製造あるいは、フィル
ム製造に用いられるフラットダイのＴダイ、コートハン
ガーダイ等を使用することができる。これらの内では、
コートハンガーダイが好ましい。スリットダイのリップ
幅は、０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは、０．２〜１．
５ｍｍである。０．１ｍｍより狭いと、樹脂の吐出がス
ムーズに行えず、また、２．０ｍｍより広いとフィルム
の細繊維化が行えず好ましくない。また、樹脂を吐出す
るスリットに隣接して設けられた加熱高速ガス用スリッ
トの幅は高速ガス速度に依存するが、樹脂スリットと同
様の幅を有していてよい。

【０００９】本発明のスリット紡糸メルトブロー不織布
法に適用できる熱可塑性樹脂は、どのような熱可塑性樹
脂でも用いることができるが、特に、押出抵抗が大き
く、剪断発熱しやすく、紡糸時の架橋劣化による分子構
造変化が起こり紡糸前後で大幅にメルトフローレイトが
変化し易い樹脂である、ポリオレフィン系樹脂、エラス
トマー系樹脂等である。例えば、ポリオレフィン系樹脂
としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−α−オレフィンランダム共重合体、アタ
クチックポリプロピレン、ポリブテン等が挙げられ、エ
チレン−α−オレフィン共重合体のα−オレフィンとし
ては、炭素数３〜１２個のオレフィンで、プロピレン、
ブテンー１、ペンテンー１、ヘキセン−１、４−メチル
−ペンテン−１、３−メチル−ブテン−１、ヘプテン−
１、オクテン−１、ノネン−１、デセン−１等が挙げら
れる。さらに、エラストマー系樹脂としては、熱可塑性
ポリウレタン、ポリエステル・エーテル系共重合エラス
トマー、ポリエステル・ラクトン系共重エラストマー等
が挙げられる。これらの樹脂の内、ポリエチレンが好ま
しい。また、これらの樹脂には、通常の多数のオリフィ
スダイから製造するメルトブロー法に使用されるポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリアミド等の樹脂をブレン
ドして用いることもできる。

【００１０】熱可塑性樹脂が、加熱した高速不活性ガス
流中に対流し、繊維になる間の時間は比較的短く、従っ
て、高温にされる際に熱可塑性樹脂の分解がおこること
は比較的少ない。けれども、一般に、熱可塑性樹脂は、
高速の不活性な気体流中における場合よりも長い間、ダ
イヘッド加熱部分中に対流し、ダイヘッド中での滞留時
間と、熱可塑性樹脂が保持されている温度の両方によ
り、分解されやすくなるが、本発明のスリットダイにお
いては、ダイヘッド中での高分子の滞留時間が短く、高
分子分解をが起こり難いところに特徴がある。

【００１１】本発明に用いる高速ガスは、熱可塑性樹脂
と反応しない不活性気体の全てが用いられるが、フィル
ム状物を繊維またはマイクロ繊維に細繊化する高速ガス
流に使用するのは、空気が好ましい。高速ガスの流量
は、成形したフィルムを、幅広スリット紡糸ノズルから
出た直後に極細繊維に分解し、かつこれら繊維をその後
不織布として捕集する必要があり、そのためには、０．
１〜５ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは１〜３ｋｇ／ｃｍ²でス
リットから噴射せしめる必要がある。０．１ｋｇ／ｃｍ
²未満では、フィルムの繊維化ができず、５ｋｇ／ｃｍ²
を越えると不織布として捕集が困難になり好ましくな
い。本発明の利点はこれらの速度を全体にわたって増加
することができることにある。マイクロ繊維化するのに
適した高速ガスの温度は、通常、熱可塑性樹脂の融点よ
り高く、特にポリエチレンの場合は、その軟化点より高
く、少なくとも２００℃程度以上の温度が必要である。

【００１２】以下に図面を用いてさらに詳細に説明す
る。第１図は、本発明による方法の不織布製造装置の概
略図である。第１図には、熱可塑性樹脂を熱可塑化する
ための押出機１、本発明によって得られる不織布２、紡
糸スリットユニット３、コレクタ４及び不織布２の巻き
取り装置５が示してある。装置はメルトブロー法により
動作する。したがって、紡糸スリットユニット３はコッ
プレッサ６に接続されており、このコップレッサは空気
ヒータ７に作用する。このようにして加熱空気を紡糸ス
リットユニット３に送付させることができる。

【００１３】第２図は、メルトブローダイスリット付近
を拡大したものであり、口金部８と気体スリット調整板
１３が組み合わされて、その間隙が両サイドにおいてガ
ス噴射スリット１１を構成するものである。口金部の先
端の紡糸スリット９は、ガス噴射スリットと同一平面上
にある場合、突出している場合、及び内側に入り込んで
いる場合があるが、得ようとする不織布の性状によって
使い分けることができる。

【００１４】第３図は、本発明のメルトブロー装置にか
かるスリット構成の一例を示す図であり、口金の吐出面
付近を吐出方向側からみたスリット部平面図であり、樹
脂吐出スリット９の両側にガス噴出スリット１１が隣接
するようになっている。

【００１５】このような装置において、熱可塑性樹脂を
押出機１からスリットダイユニット３に供給し、スリッ
ト９からフィルム状に吐出すると共に、気体導入口１２
から入れられた加熱空気を、狭い間隙を通して加速し、
スリット１１から噴射させる。フィルム状の溶融樹脂に
対して、高速気体は、両側から斜めの角度でぶつかって
作用して、流れに乱れを生じさせて、細繊維化する。し
かも高速気体の速度は、樹脂吐出方向に対する移動速度
よりも圧倒的に大きいため、溶融樹脂はポリマ吐出方向
に強く引っ張られ延伸される。高速ガスの供給流路の間
隙は、樹脂流に対し、１５〜９０度の角度をもって交差
するのが特に好ましい。

【００１６】この延伸された繊維は、好ましくは平均１
５μｍ未満、より好ましくは１〜１５μｍの繊維径とな
っているが、紡糸条件を変えることにより容易に変える
ことができ、また、ダイとコレクターとの距離を変える
ことによっても容易に変えることができる。本発明の繊
維不織布には、その他の繊維等を混入させても良い。例
えばコレクターに到達する前に繊維流にステープルファ
イバー、粒状物質等を導入させることもでき、後の加熱
処理、成形操作で繊維に結合されてもよい。

【００１７】本発明の不織布は、厚さが大幅に変動可能
である。ほとんどの用途のためには、約０．０５〜５ｃ
ｍの厚さを有するものが用いられる。用途によっては別
々に生成された不織布を２枚以上重ねて用いても良い。
また、本発明の不織布は、他の多孔性不織布のような別
のシート材料上に直接繊維流を堆積させることによって
製造してもよい。機械的な絡み合い、加熱接合、または
接着剤によって他のフィルムの様な特別の構成体を本発
明のシート状不織布に積層することも可能である。本発
明の不織布は、コレクターで捕集後さらに処理されても
よい。例えば、熱処理及び圧力処理で不織布シートの孔
径及び厚さを制御したり、不織布にパターンを与えた
り、粒状物質を固定させてもよい。

【００１８】本発明のスリット紡糸メルトブロー技術
は、同じ吐出量を有するオリフィスの円形の吐出口より
押し出されたポリマー流に対するよりも広い表面積にて
気体流の作用を受けるため、粘度の高いポリマーにも適
用でき、オリフィスの円形状吐出口を用いた場合よりも
ショットの数を減らすことができる。さらに細繊化され
た繊維からなる不織布を平面上に捕集するときは、厚さ
の変動率が少ないため、大幅に高能率で不織布を生産す
ることができるという利点がある。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定して解釈されるものでは
ない。実施例における物性の測定は、次の方法に従っ
た。（１）目付：試料の長さ方向より、１００×１００ｍｍ
の試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ
²当たりに換算した。（２）厚さ：試料の長さ方向より、１００×１００ｍｍ
の試験片を採取し、ダイヤルシックネスゲージ（（株）
三豊製作所製７３２１、１ｍｍ／１回転）で測定した。（３）平均繊維径：試験片の任意な５箇所を電子顕微鏡
で５枚の写真撮影を行い、１枚の写真につき２０本の繊
維の直径を測定し、これらを５枚の写真について行い、
合計１００本の繊維径を平均して求めた。

【００２０】実施例１押出機のスクリューの長さＬと直径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）が
２５の単軸押出機と第２図に示した長さ３インチ、樹脂
吐出用スリットのリップ幅０．６０ｍｍ、その両側に幅
０．２５ｍｍの気体吐出用スリットを持ったメルトブロ
ー用スリット紡糸口金を用いて、メルトフローレイト
（以下、ＭＦＲと略することがある。）が５０（ｇ／１
０分、１９０℃）、融点１２４℃の線状低密度ポリエチ
レン樹脂を押出温度２６０℃で、溶融押出しを行って、
口金温度２７０℃でメルトブロー化して、スリット紡糸
メルトブロー不織布を得た。この時の吐出量は、１００
ｇ／時／インチであり、メルトブロー化に用いた空気の
温度は、導入口で２８０℃、圧力は３．０ｋｇ／ｃｍ²
であった。得られた線状低密度ポリエチレン製のスリッ
ト紡糸メルトブロー不織布は、目付６２．３ｇ／ｍ²、
厚み０．５６ｍｍ、平均繊維径１２．５μｍであった。

【００２１】比較例１実施例１で用いた押出機と、通常のメルトブロー用口金
として、孔径が０．４ｍｍの紡糸孔が一列に並んだ、総
孔数９５のメルトブロー用紡糸口金を用いて、実施例１
で用いた線状低密度ポリエチレン樹脂を、押出温度２５
０℃、口金温度２５０℃、吐出量１００ｇ／時／インチ
で吐出し、加熱空気を温度２８０℃、圧力３．１ｋｇ／
ｃｍ²で吹き出させ、メルトブロー不織布を得た。得ら
れた線状低密度ポリエチレン製のメルトブロー不織布
は、目付５６．５ｇ／ｍ²、厚み０．６１ｍｍ、平均繊
維径２３．７μｍであり、細い繊維の不織布が得られな
かった。また、細い繊維の不織布を得ようと、押出温度
を２８０℃、口金温度２８０℃まで上げたところ、口金
内で溶融樹脂圧が上がったため、紡糸できなかった。

【００２２】実施例２メルトブロー用スリット紡糸口金のリップ幅を０．８ｍ
ｍにした以外は、実施例１で用いた装置と同様の装置を
用いて、ＭＦＲが２１（ｇ／１０分、１９０℃）、融点
１２９℃の高密度ポリエチレン樹脂を押出温度２７０℃
で、溶融押出しを行って、口金温度２８０℃でメルトブ
ロー化して、スリット紡糸メルトブロー不織布を得た。
この時の吐出量は、１００ｇ／時／インチであり、メル
トブロー化に用いた空気の温度は、導入口で２９０℃、
圧力は３．０ｋｇ／ｃｍ²であった。得られた高密度ポ
リエチレン製のスリット紡糸メルトブロー不織布は、目
付５８．５ｇ／ｍ²、厚み０．５１ｍｍ、平均繊維径１
４．１μｍであった。

【００２３】比較例２実施例１で用いた押出機と、通常のメルトブロー用口金
として、孔径が０．８ｍｍの紡糸孔が一列に並んだ、総
孔数４８のメルトブロー用紡糸口金を用いて、実施例２
で用いた高密度ポリエチレン樹脂を、押出温度２６０
℃、口金温度２７０℃、吐出量１００ｇ／時／インチで
吐出し、加熱空気を温度２８０℃、圧力３．１ｋｇ／ｃ
ｍ²で吹き出させ、メルトブロー不織布を得た。得られ
た高密度ポリエチレン製のメルトブロー不織布は、目付
６０．０ｇ／ｍ²、厚み０．６３ｍｍ、平均繊維系２
８．２μｍであり、細い繊維の不織布が得られなかっ
た。また、細い繊維の不織布を得ようと、押出温度を３
００℃、口金温度３００℃まで上げたところ、口金内で
溶融樹脂圧が上がったため、紡糸できなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明のスリット紡糸メルトブロー技術
は、複数のオリフィスを有するノズルダイを用いるメル
トブロー法に比べて、ダイ内圧が低くなるため、紡糸温
度を上げることができる。その結果、粘度の高い樹脂
や、押出抵抗が大きくて剪断発熱を起こし易く、紡糸時
に架橋劣化による分子構造変化が起こし易い樹脂をメル
トブロー化し、生産性良く、均一な極細繊維不織布を安
定的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】不織布製造装置の概略図である。

【図２】メルトブローダイスリット付近の拡大断面図で
ある。

【図３】メルトブローダイスリットの吐出方向側からみ
た略平面図である。

【符号の説明】

１押出機２不織布３紡糸スリットユニット４コレクタ５巻き取り装置６コンプレッサ７空気ヒータ８口金部９紡糸スリット１０樹脂導入通路１１ガス噴射スリット１２気体導入口１３ガススリット調整板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂を、リップ幅が０．１〜
２．０ｍｍのスリットを有するダイからフィルム状に吐
出すると共に、その吐出したフィルム状溶融熱可塑性樹
脂に、前記スリットの両側に隣接して設けられたスリッ
トから加熱ガスを斜めに噴射することにより、フィルム
状熱可塑性樹脂を繊維状に細化しながら下流方向に設け
られた移動捕集面上にシート状に捕集することを特徴と
するスリット紡糸メルトブロー不織布の製造方法。
【請求項２】加熱ガスを０．１〜５ｋｇ／ｃｍ²で噴
射し、フィルム状溶融熱可塑性樹脂を繊維状に細化する
請求項１記載のスリット紡糸メルトブロー不織布の製造
方法。