JPS6022100B2 - 不織布の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融した熱可塑性樹脂を縁糸孔から連続的に
紙糸すると同時に該薮糸孔に隣接して設置した気体吐出
孔から気体を高速で吐出させて紙糸された熱可塑性樹脂
の繊維を延伸すると共に該繊維と該気体とからなる繊維
流を形成せしめ、次いで該繊維流を捕集することからな
る不撒布の製造法の改良法に関するものである。

更に詳しくは該繊維流を微細な液滴と接触させたのち補
集することによって、風合が良好でピンホールのない不
織布を製造する方法及びポリアミド（特にナイロン１２
）、熱可塑性ポリウレタンなどの硬化速度の遅い樹脂か
らなる不撒布を製造する方法に関するものである。熱可
塑性樹脂を溶融紙糸し、これを高速の気体によって微細
な繊維として移動している横集板上に吹き付けて捕集す
ることによって不織布を製造する方法は、メルトブロー
法（特関昭４９一１０２斑号公報、特開昭４９−４８９
２１号公報、特開昭５０一１２１５７び号公報参照）溶
融ブロー成形法（Ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｉｎｇＰｒＭｅｓ
ｓ、 持開昭５０−４６９７２号公報参照）、ジェット
紙糸法（特公昭一４４一２５８７１号公報、特公昭４４
一２６９７７号公報参照）などの名称で知られている。

これらの方法によって得られる不織布は直径が０．５〜
２０ムの繊維からなる多孔性の不織布であり、その孔径
は目的に応じて広い範囲に設定することが可能であり、
鉛電池の極板の隔離板、フィルター材、医療用マスク、
人工皮革、接着材などの用途に使用されている。

しかしながら、従来の方法で薄物の不織布を製造すると
、いよいよピンホールを発生して商品価値が低下するば
かりでなく、全く使用に耐えない部分を生ずることにな
って、長尺の製品が得難い欠点があった。

さらに、ポリアミド（特にナイ。ン１２）、熱可塑性ポ
リウレタンなど硬化速度の遅かったり、あるいは粘着性
（ブロッキング性）の大きな樹脂は、吹き付けられた繊
維が融着してしまうので、従釆の方法で不織布を製造す
ることは極めて因難であった。本発明者らは、薄物の不
織布を製造する際に発生するピンホールの原因およびそ
の発生の防止方法について鋭意検討した結果、ピンホー
ルの発生原因は熱可塑性樹脂が溶融級糸の際に種々の原
因によって玉状の部分が繊維の途中に生じたり、あるい
は繊維状にならずに鮫糸孔の付近に沈着したものが高速
の気体と共に捕集坂上に吹き付けられ、その熱によって
周りの繊維を溶解するためであり、繊維流を微細な液滴
と接触させたのち補集することによって上記の原因によ
るピンホールの発生が防止されることを見出して本発明
に到ったものである。

また本発明の方法を用いることによって、従来、製造が
極めて困難であったポリアミド（特にナイロン１２）熱
可塑性ポリウレタンのような硬化速度が遅く、粘着性（
ブロッキング性）のある樹脂からの不織布も製造し得る
ことを見出したものである。すなわち、本発明の要旨は
、溶融状態の熱可塑性樹脂を級糸装置に設置した複数個
の紙糸孔から連続的に紡糸すると同時に該紡糸孔に隣接
して設置した気体吐世孔から気体を高速で吐出させて該
熱可塑性樹脂の繊維を延伸すると共に該繊維と該気体と
からなる繊維流を形成せしめ次いで該繊維流を該繊維が
充分に延伸され、かつ完全に固化しない部位で捕集坂上
に吹き付けて該繊維からなる不織布を製造する方法にお
いて、該繊維流を微細な液滴と接触させたのちに橘集板
上に吹き付けて瓶集することからなる不織布の製造法で
ある。

本発明の方法において使用する熱可塑性樹脂としては、
例えばエチレンまたはプロピレン、ブテンー１，４ーメ
チルベンテン−１などのＱーオレフインの単独重合体、
共重合体もしくはそれらの重合体の混合物、またはＱオ
レフィンの単独重合体、共重合体もしくはそれら重合体
の混合物に種々の不飽和単量体例えば無水マレィン酸、
無水ハイミツク酸、アクリル酸もしくはそのェステルな
どをグラフトした変性ポリオレフィン、前記Ｑーオレフ
インの単独重合体、共重合体もしくはそれら重合体の混
合物と変性ポリオレフィンとの混合物、ポリアミド、例
えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６，１２、ナ
イロン１２、ナイロン１１ナイロン６１０いずれも商品
名または一般名）もしくはその混合物、ポリエステル、
例えばポリエチレングリコールテレフタレート、ポリブ
チレングリコール、テレフタレートもしくはその混合物
、熱可塑性ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアクリル
酸メチルのほかにアスファルト、ピッチなどがあげられ
るが、特にポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル
、熱可塑性ポリウレタン、ピッチが好適である。本発明
はさらにナイロン１２、ナイロン６，１２、熱可塑性ポ
リウレタンなどの硬化速度が遅く粘着性（ブロッキング
性）のある樹脂も使用し得る。また、本発明において使
用する級糸ダイは環状あるいは直線状に紡糸孔を設置し
たダィであるが、直線状に紙糸孔を設置したダィ、例え
ば特関昭４９一１０２５８号公報、特開昭４９−４８９
２１号公報、時開昭５０一１２１５７０号公報、袴闇昭
５０−４６９７２号公報、侍公昭４４−２５８７１号公
報、特公昭４４一２６９７７号公報、特開昭５１−６７
４１１号公報に記載の構造のダィならばいずれも使用可
能であるが、特に、侍公昭４４一２５８７１号公報侍関
昭４９一４８９２１号公報および特開昭５１−６７４１
１号公報に記載の構造のダィが好ましい。

次に、本発明に使用する緒集板は金属または合成樹脂製
のシート、フィルム、薄板、織布、不織布または織成も
しくは打抜その他の方法で作成した網もしくは多孔板な
どが使用可能である。特に捕集板の形状は中空円柱状、
環状あるいは帯状で単に円柱状のドラムまたはロールに
巻掛けられた網または多孔板あるいはそれらの表面に巻
掛けられた織布または不織布であることが好ましい。ま
た補集坂上の繊維流を吹き付ける部位の形状は単に平面
状の部分でもよいが、特に多数の透孔を有する捕集板と
多数の透孔を有する押え板とを移動可能な方法でかつ、
該掩集板と該押え板とが談繊維を介して接すると共に、
該接触部から瓶集板の移動方向と反対方向における補集
板と押え板の表面間の間隙が接触部からの距離が増加す
るにつれて増加するような方法で設置した繊維補集部内
で、該接触部からの距離を該繊維流の該橘集板上におけ
る繊維流の中の５倍以内にすると均一な不織布が得られ
、また繊維の飛散等が少なく、特に好ましい。このよう
な条件を満足するような繊維補集部の捕集板と押え板の
具体的な例としては、‘１）補集板と押え板のいずれか
一方又は両方が中空円柱状であって、繊維捕集部におい
ては少くとも一方が中空円柱状の一部である場合、‘２
）橋集板と押え板のいずれか一方または両方が還状であ
って繊維補集部においては少くとも一方が中空円柱の一
部である場合、｛３１橋集板と押え板が帯状であってド
ラムまたはロール上に設置されており、繊維補集部にお
いては少くとも一方が中空円柱の一部である場合などが
あげられる。

次に、蒲集板と押え板の好ましい例としては５〜１００
メッシュの金属または合成樹脂製の織成した網または上
記の網目に相当するような多孔板であって、ロールまた
は中空円柱状のドラムで支持されており、繊維補集部に
おける中空円柱状のドラムの側面に直径１〜５物岬の透
孔を一面に持つものがあげられる。

熱可塑性樹脂は紡糸孔から紙糸されると共に高速の気体
の作用によって延伸されて微細な繊維となって、該気体
と共に繊維流を形成し前述の如く捕集板に吹き付けられ
るが、本発明の方法によれば繊維流は該繊維が充分に延
伸され、かつ完全に固化しない部位で微細な液滴と接触
したのち補集板上に吹き付けられる。

液滴を構成する液体は通常水または水溶液もしくは懸濁
液であるが、目的によってはアルコール、炭化水素、塩
素化炭化水素などの有機溶剤または溶液であってもよい
。水溶液としては無機塩、界面活性剤、水落性の樹脂、
染料などの水溶液あるいは有機溶剤との混合物が、懸濁
液としては無機物、例えばシリカ、シリカゲル、炭酸カ
ルシウム、アルミナ、アルミナゲル、タルク、粘土顔料
、防災剤などを加えた懸濁液または、これに水溶性の樹
脂、界面活性剤を加えた懸濁液または有機物、例えば油
脂、滋油、香料、防災剤、合成樹脂、天然樹脂の懸濁液
またはェマルジョンなどがあげられる。本発明に使用す
る気体としては、通常は空気が用いられるが使用する熱
可塑性樹脂の種類によっては窒素、炭酸ガスなど「熱可
塑性樹脂に対して不活性な気体を使用することもできる
。

液滴は微細であることが望ましいが必須ではない。

通常はその直径が０．１〜１，０００仏、好ましくは０
．１〜２０仏であって、スプレー法、回転霧化法、超音
波霧化法などの方法によって得られるが、特に超音波霧
化法が微細な液滴を得るのに適当である。次に、液滴と
繊維流との接触方法は、補集板の付近にまたは直接繊維
流に前記の方法で得られた液瓶を供給または吹き付ける
ことによって達成される。

液滴の吹付量も種々の条件によって左右されるが、ポリ
プロピレンの不織布、あるいはポリアミド、ポリウレタ
ンなどの不織布を製造する場合には、樹脂１重量部に対
して０．１〜１０重量部の液滴を使用するのが望ましい
。繊維流および繊維流に含まれている繊維はこのように
して液滴と接触することによって、一部は液瓶により、
一部は液滴の蒸発潜熱によってその温度が急激に低下す
るばかりでなく繊維の表面に液体分子が付着して繊維を
覆うので、玉状の物質は冷却されてピンホールの生成が
防止される。また、ナイロン１２などのように硬化速度
の遅い樹脂であっても繊維同志の融着が防止されるので
、このような樹脂の微細な繊維からなる不織布が得られ
る。また、本発明の方法によれば水溶液または懸濁液か
らなる液滴を使用することによって直接に表面処理をし
た不織布が得られる利点がある。

さらに本発明の方法では繊維流が液滴と接触する部位を
任意に設定出来るので「 目的とする不織布の性質に応
じて雛鎌准の熱履歴を任意に設定することが可能となる
ばかりでなく「紡糸孔付近の気流に何等の影響を与えな
いので安定した繊維流を長時間連続して得られるという
利点がある。本発明において、繊維流と液滴を接触させ
る場所は、紡糸口から吐出した溶融樹脂からなる繊維が
充分に延伸され、かつ禾だ完全に固化してし、なし・部
位であり、それは紙糸条件や樹脂の種類等により任意に
設定することができる。

一般的には、紡糸口出口附近で、両者を接触させると、
繊維が急冷され、その結果繊維の延伸が不充分となるの
で、その部位は望ましくない。また、繊維流と液滴の接
触方法については、繊維流に対して液滴を吹き付ける方
法ばかりでなく、ダイと瓶集板の間に液滴が存在してい
る雰囲気にし、そこへ繊維流を吹き付け、その繊維流に
より、液滴を吸引させて両者を接触させる方法も採るこ
とができる。このように本発明の方法は、従来から知ら
れている気体吐出孔に隣接して設置した水吐出孔から水
を吐出させて、前記気体吐出孔からの高速の気体の中に
水滴を含ませることによって紙糸孔附近に沈着した樹脂
を除去する方法（持公昭４３−２０２４８号公報）とは
根本的にその効果が異るものである。すなわち、この方
法においては紡糸孔附近に水を吹き付けることによって
紡糸孔に枕着した樹脂を除去あるいはその沈着を防止す
ることを目的としたものであって、紙糸孔付近の構造が
複雑になって製作に費用がかかるばかりでなく、続糸孔
、気体吐出孔、水吐出孔の調整が極めて複雑となり、さ
らには、これらが常に水と接するので腐食が激しく、そ
れを防止するためには特殊な材料を必要とするなど技術
上、経済上の困難が多い。さらに紡糸孔から紡糸された
繊維は直ちに急冷されるので繊維を充分に延伸すること
が出来ず、微細な繊維からなる不撒布を製造することは
困難である。しかるに本発明の方法によれば、前述の如
く繊維を充分に延伸したあと冷却することも可能である
ので、簡単な装置で微細な繊維からなる不織布が得られ
るものである。第１図〜第６図は本発明の方法の具体例
を示したものであるが、本発明は必ずしもこの具体例に
限定されるものではない。

第１図にいて熱可塑性樹脂は押出機１のホッパー１１に
供給され押出機１で加熱溶融されて、押出機１に設置さ
れたダィ２に供孫合されてダイ２の紙糸孔２１から連続
的に級糸される。ダィ２には級糸孔２１の両側に隣接し
て気体吐出孔２２および気体吐出孔２２に気体を供給す
る気体供給管２３が設置されている。ダィ２の気体供孫
合資２３に供Ｖ給された高圧の気体は気体吐出孔２２か
ら音速に近い速度で吐出される。紙糸孔２１から紙糸さ
れた熱可塑性樹脂は気体吐出孔２２から吐出される高速
気流によって微細な繊維となって、気体と共に繊維流７
を形成する。繊維流７は本発明の液滴の製造装置（例え
ば超音波スプレィ）で製造された液滴供給装置１０から
供聯合される液滴１０１と接触したあと補集板３の繊維
吹付部Ｐに吹き付けられる。捕集板３は金属または合成
樹脂製の網または多孔板であって、その網目の大きさは
５〜２００メッシュ、好ましくは５〜１００メッシュさ
らに好ましくは１０〜４０メッシュであって中空円柱状
のドラム３１の表面上に設置されている。ドラム３１は
中空円柱状で、その側面には多数の透孔が設置されてい
る。側面に設置された透孔の形状は第２図及び第３図に
示すようなテーパーを有するものであることが望ましい
。繊維流７として補集板３の表面上に吹けられた繊維は
繊維流７から分離し不織布５を形成し、押え板４で所定
の厚さに加圧されたあとロール７１，７１′を経て巻取
機８に巻取られる。押え板４は瓶集板３と同様の網また
は多孔板であってドラム３１と同様のドラム４１とドラ
ム４１′に巻掛けられている。また第１図の場合、繊維
流７は橋集板３と押え板４とからなる繊維補集部６に吹
き付けられるので、第４図ａに示すような平面状の緒集
坂上に吹き付ける場合に比較して繊維の飛散が少なく均
一な不織布が得られる。本発明において、繊維流７は微
細な液滴１０１と接触したあと補集坂上に吹き付けられ
て繊維が分離されるのであるが、第１図に示すように液
滴の供給装置１０から液滴１０１が気体と共に繊維流７
に向けて吹き付けられることによって達成される。液滴
１０１は気体（通常は空気）の中に分散した状態で供聯
合され、液滴を構成する液体は通常は水であるが前記の
如き溶液、分散液、懸濁液であってもよい。液滴として
水滴を使用する場合の水滴の使用量は通常、熱可塑性樹
脂１重量部当り０．１〜１唯重量部であることが望まし
い。液滴の供Ｖ給装置１０は第１図の場合、超音波スプ
レィを使用しているが、単なるスプレィ、回転霧化機、
超音波加湿器などであってもよい。また９は補集板３の
冷却用のスプレイであるが、液滴の使用量によっては必
要としない。第４図ａは繊維流７をドラム３１とドラム
３１′で保持した環状の補集板３の平面上の点Ｐに吹き
付けた場所を示す。

この場合液滴製造装置（図示せず）によって超音波によ
り分散された水滴が繊維流７の両側にスリット状の関口
部１０２，１０２′を持つ液瓶供Ｖ給装置１０，１０′
に供給管１０４を通して供給される。液滴供給装置１０
，１０′に供給された液滴が閉口部１０２，１０２′か
ら繊維流７の両側に供給される場合を示した（第４図ｂ
は液滴供給装置１０，１０′の上面図第４図ｃはｂのＷ
−Ｗ′面の断面図を示す）。第５図ａは二層の不織布を
製造する場合を示し、押出機１から太い繊維からなる不
織布を製造し、次いで押出機１′から微細な繊維を吹き
付ける場合の例を示した。この場合、押出機１′からの
繊維流７′はスリット２００の間隙２０１を通して瓶集
板上に吹き付けると同時にスリット２００とダイ２′の
間から液滴を吹き付ける場合を示した。このようにスリ
ット２００を通して繊維流７′を、橋集板３上に生成し
ている第１の不織布５に吹き付けると同時にスリット２
００とダイ２′との間から液滴を供給する場合には、供
給された液滴は極めて容易に繊維流７′および繊維と接
触するので望ましい。なお、第５図ｂに示すように、ス
リット２００とダィ２′の距離１は通常１５〜５０仇肋
、好ましくは５０〜２０山肌、スリット２００の間隙２
０１の中ｆは通常２０〜２０物舷、好ましくは５０〜１
００帆であり、スリットの長さｇは繊維流の中よりも広
くする必要があり、繊維流の中よりも通常２０〜２００
肋、好ましくは５０〜１００肋だけ大きいことが望まし
い。スリット２００の大きさは特に限定されないが、あ
まり小さいとスリット２００の効果が充分に得られない
。スリット２００の効果が充分に得られるためには、中
ｈをｆの２倍以上、好ましくは３〜５倍とし、その長さ
ｉは・一ｇがｆの２倍以上、好ましくは３〜５倍とする
のが望ましい。次に第６図は、２ケの多孔板を側面とす
る中空円柱状のドラム３１及び４１に楠集板３及び押え
板４設置したもので、繊維流はドラム３１と４１の中心
軸３２，４２と瓶集板３および押え板４との交点Ａ，Ａ
′との間に吹き付けられる。

Ａ，Ａ′の間に吹き付けられた繊維流から繊維が分離さ
れたあと補集板３と押え板４とで一定の厚さに加圧され
る。この場合、液瓶は繊維流７の両側に設置された液滴
供給装置１０，１０′から供給されると共に、本装置全
体が容器４００内に収納されている場合を示した。また
、このような装置の場合は液滴として水以外、例えば水
溶液、懸濁液、分散液などを使用する場合に適している
。さらにこの場合に得られる不織布は第７図ａ，ｂに示
すように繊維５１が表面三０と直角になった不織布が得
られ、それを二枚に分割することによって第７図ｃに示
すような起毛した不織布が得られる。また、この場合補
集板３と押え板４の上に織布または不織布を巻き掛け、
その表面に繊維流を吹きつけて積層した不織布を得るこ
ともできる。以下、本発明の方法を実施例により詳細に
説明する。実施例 １ メルトフローレイト１５．０のポリプロピレンを用いて
、第１図に示すように水のみからなる直径１０仏が８０
％以上を占める液滴をポリプロピレン１グラム当り１グ
ラム、噴霧ノズル１０から吹出して繊維流に吹付接触さ
せながら、目付重量の異なる２種類の不織布Ａ及びＢを
製造した。

一方、液滴を吹付けない従来の方法によって同様に２種
類の不織布Ａ′及びＢを製造した。

これらの不織布の性質を第１表に示したが、本発明の方
法によって得られたポリプロピレン製の不織布Ａ及びＢ
はいずれもピンホールがなく、風合いも良く、またその
他の性質の点でも優れており、不織布Ａはアルカリ電池
用セパレーターに、又不織布Ｂはマスクフィルター用と
して適していることが分かる。第１表 実施例 ２ 実施例１と同様にしてポリプロピレン製の不織布を製造
した。

但し、実施例１の水滴に代って、シリカゾル１の重量％
、界面活性剤（東邦化学■製商品ェマルゲン）１重量％
及び残りが水からなる混合物の液滴を用いた。一方、上
記の混合物の液滴を用いない以外は同様にして不織布を
製造した。

これらの方法によって得られた不織布のピンホールの密
度及び物性を第２表に示したが、本発明の方法により得
られた不織布はピンホールもなく腰の強さも、液滴と接
触しない方法で得られたものよりも大中に向上している
ことが分る。第２表 実施例 ３ ポリプロピレンの代りにナイロン１２ ｛一般式Ｈ−〔
ＮＨ−（Ｃ比），．ＣＯ〕ｎＯＨ｝を用いて、実施例１
と同機にしてナイロン１２製の不織布を製造した。

その結果を第３表に示すが、第３表から明らかなように
液滴と接触させない方法の場合はダィから押出された繊
維状樹脂が互いに融着し合い、繊維層を形成することが
できなかったのに対し、液瓶と接触させる本発明の方法
の場合は、作業性がよくナイロン１２製の不織布を製造
することができ、しかもその不織布は優れた性質を有し
ていることが分かる。第３表 実施例 ４ ポリプロピレンの代りにポリテトラメチレンェーテルグ
リコールと４，４′ージフエニールメタンジィソシアネ
ートとからなる熱可塑性ポリウレタンェラストマーを用
いて、実施例１と同様にして熱可塑性ポリウレタン製の
不織布を製造した。

但し、実施例１の水のみからなる液滴に代って、水９５
重量％とプロセスオイル５重量％の混合液からなる液瓶
を用いたｄこの結果を第４表に示すが、第４表から明ら
かなように、ナイロン１２の場合と同様に、液瓶と接触
させない場合は繊維層を形成することができなかったの
に対して、液滴と接触させる場合は作業性よく熱可塑性
ポリウ川タン製の不織布が製造することができ、しかも
その不織布は優れた性質を有していることが分る。

第４表 実施例 ５ 融点２５０ｑ０のピッチを使用し、実施例１と同様にし
てピッチからなる不織布を製造した。

なお、液滴と接触させない場合は不織布を製造すること
ができなかった。このようにして得られたピッチ製の不
織布は炭素繊維の原料として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一美細態様図、第２図は第１図、
第５図ａ及び第６図のドラム３１と第６図のドラム４１
の表面の部分平面図、第３図は第２図の断面図、第４図
ａは本発明の方法の一実施態様図で、ｂは液滴供給装置
１０の拡大平面図、ｃはｂのＷ−Ｗ′線切断面図、第５
図ａは本発明方法の−実施態様図で、ｂはスリット２０
０の平面図、第６図は本発明方法の一実施態様図及び第
７図は本発明の方法（特に第６図の方法）で製造された
不織布の一断面構造図を各々示す。 オー図 オ２図 オ３図 オム図 オ５図 才６図 矛７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融状態の熱可塑性樹脂を紡糸装置に設置した複数
   個の紡糸孔から連続的に紡糸すると同時に、該紡糸孔に
   隣接して設置した気体吐出孔から気体を高速で吐出させ
   て該熱可塑性樹脂の繊維を延伸すると共に該繊維と該気
   体とからなる繊維流を形成せしめ、次いで該繊維流を捕
   集板上に吹き付けて該繊維からなる不織物布を製造する
   方法において、該繊維流を該繊維が充分に延伸され、か
   つ完全に固化しない部位で微細な液滴と接触させたのち
   に捕集板上に吹き付けて捕集することを特徴とする不織
   布の製造法。 ２ 液滴が水滴である特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３ 水滴が水、水溶液または懸濁液からなる水滴である
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４ 液滴の直径が０．１〜１００μである特許請求の範
   囲第１項、第２項または第３項記載の方法。 ５ 前記熱可塑性樹脂がポリアミド、熱可塑性ポリウレ
   タン、ポリオレフイン、ポリエステルまたはピツチであ
   る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項
   記載の方法。