JP2003082571A - スパンボンド不織布を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細い繊度のポリプロピレン不織布を、高紡糸
速度で安定して製造する方法を提供する。 【解決手段】 メルトフローレート（ＭＦＲ）が２０以
上のポリプロピレンのポリマーを使用し、ビーム１ｍ当
たりからの該ポリマーの吐出量が１００ｋｇ／時間以
上、１ホール当たりの該ポリマーの吐出量が０．８ｇ／
分以下、紡口面から延伸装置までの距離が３５０〜８０
０ｍｍであり、直下に３００ｍｍ以上の長さの平行板を
設けた衝突流型の延伸装置を使用し、リップ角度が、紡
口から吐出される糸条の最外角度に対して＋５〜＋３０
度の範囲であり、且つ、気流の吹き出し角度が該最外角
度以上の要件を満たし、繊度が０．７〜１．４ｄｔｅｘ
のスパンボンド不織布を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリプロピレン連
続フィラメントのスパンボンド不織布を製造する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スパンボンド不織布の製造方
法に関しては多くの提案がなされている。これらの提案
は、細部においては種々の相違点もあるが、代表的な例
としては、特公昭４８−３８０２５号公報に開示されて
いるように、多数の紡糸ノズルより空気中に溶融紡糸さ
れた多数のフィラメントをエア・サッカー内に導入し
て、高速度エアジェットの作用により延伸と送り出し作
用とを付与した後、該フィラメントを、移動する捕集器
上に蓄積するという方法が挙げられる。

【０００３】このようなプロセスを用いて、ポリプロピ
レン不織布を製造することも既に提案されているが、従
来のプロセスを使用して繊度を細くする場合、紡糸速度
を上げる方法では、フィラメントに張力がかかりすぎる
ため、延伸切れを引き起こしやすくなる。また、空気流
の乱れが複雑にフィラメント群に作用するため、フィラ
メント群の揺れが大きくなり、フィラメント同士が接触
して切れやすくなってしまう。また、吐出量を下げる方
法では、生産性が大幅に減少してしまうため、工業上極
めて不利となる。

【０００４】近年、延伸装置を衝突型にして牽引性能を
向上させる方法や、紡口面から延伸装置までの距離（以
下、ＨＤと言う）を短くすることにより、繊度を細くす
る方法が提案されている。しかし、延伸装置のみで牽引
する方法では、繊度を細くするために膨大な圧気量を必
要とするので工業上不利となるうえ、ただ単にＨＤを短
くするだけでは、安定した紡糸性が得られない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、細い繊度で
も安定的に紡糸が可能であり、高い生産性で、ポリプロ
ピレン連続フィラメントのスパンボンド不織布を製造す
る方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究した結果、本発明をなすに至
った。

【０００７】即ち、本発明は以下の通りである。

【０００８】１．メルトフローレート（ＭＦＲ）が２０
以上のポリプロピレンのポリマーを使用し、下記（１）
〜（５）の要件を満足させて、繊度が０．７〜１．４ｄ
ｔｅｘのスパンボンド不織布を製造する方法。

【０００９】（１）ビーム１ｍ当たりからの該ポリマー
の吐出量が１００ｋｇ／時以上である。

【００１０】（２）１ホール当たりの該ポリマーの吐出
量が０．８ｇ／分以下である。

【００１１】（３）紡口面から延伸装置までの距離が３
５０〜８００ｍｍであり、且つ、衝突流型の延伸装置を
使用する。

【００１２】（４）該延伸装置のリップ角度が、紡口か
ら吐出される糸条の最外角度に対して＋５〜＋３０度の
範囲であり、且つ、気流の吹き出し角度が該最外角度以
上である。

【００１３】（５）該延伸装置の直下に３００ｍｍ以上
の長さの平行板を設けた装置を使用する。

【００１４】２．ポリプロピレンのポリマー中に、ポリ
エチレンのポリマーを３ｗｔ％以下添加することを特徴
とする上記１記載のスパンボンド不織布を製造する方
法。

【００１５】なお、リップ角度とは、糸条が入射する延
伸装置のリップ部の角度であり、図１においてｂで示す
角度である。

【００１６】以下、本発明について詳述する。

【００１７】本発明に使用されるポリプロピレンは、一
般的なチーグラナッタ触媒により合成されるポリマーで
も良いし、またメタロセンに代表されるシングルサイト
活性触媒により合成されたポリマーであっても良い。

【００１８】本発明に使用されるポリプロピレンのメル
トフローレート（ＭＦＲ）は２０以上であり、その上限
は７０以下であることが好ましい。この範囲内で、ＭＦ
Ｒの異なるポリプロピレンを混合したポリマーを原料と
して用いても良い。また、ポリエチレンを３ｗｔ％以下
添加したポリマーを原料として使用することもできる。

【００１９】使用するポリマーのＭＦＲが２０以上であ
ると、細い繊度の繊維を容易に紡糸することが出来る。
なお、ＭＦＲが大きすぎると、安定した紡糸は可能であ
るが、繊維の引張り強度等の物性値が低下する傾向があ
る。

【００２０】本発明の製造方法は、ビーム１ｍ当たりか
らのポリマーの吐出量が１００ｋｇ／時以上であり、好
ましくは１００〜１７０ｋｇ／時である。また、１ホー
ル当たりのポリマーの吐出量が０．８ｇ／分以下であ
り、好ましくは０．３２〜０．６０ｇ／分である。ポリ
マーの吐出量が上記の範囲であると、繊度が０．７〜
１．４ｄｔｅｘ、好ましくは０．８〜１．２ｄｔｅｘと
なり、細い繊度の不織布を高い生産性で得ることが出来
る。

【００２１】繊度が１．４ｄｔｅｘより小さく、細い繊
度のスパンボンド不織布を製造するためには、一般にメ
ルトブローや割繊糸、または特開平１０−２９２２５６
号公報に開示されているようなスパンボンド法が用いら
れている。これらの方法の中では、強度・柔らかさ、原
料の単一化、生産性等の点からスパンボンド法が好まし
いが、特開平１０−２９２２５６号公報に開示されてい
るような方法でも、１．４ｄｔｅｘ以下のような細い繊
度で、十分な生産性を得るため多ホール化すると、紡糸
状態が極めて不安定になり、紡糸を安定した状態に制御
することが困難である。

【００２２】本発明において、生産性を確保しつつ、且
つ、繊度の細い不織布を生産するためには、細い繊度
で、多ホール化し、多フィラメント化する場合、得られ
るフィラメント群を、高度に開繊して均一に分散させる
技術と、糸切れを起こすことなく安定に牽引し、フィラ
メント糸条に随伴する空気流を適切に処理する技術が不
可欠となる。

【００２３】本発明では、高速気流により糸条を牽引し
て延伸する衝突流型の延伸装置を用い、また、紡口面か
ら延伸装置までの距離（ＨＤ）は３５０〜８００ｍｍ、
好ましくは５００〜７００ｍｍである。このようにする
事により、高速で走行する糸条の移動する空間を小さく
する事ができ、それにより、糸条が高速で走行する時に
発生する空気の随伴流を抑える事ができる。その結果、
糸条同士が接触することなく、速やかに延伸装置内へ導
入される。

【００２４】本発明においては、衝突型の延伸装置を使
用し、延伸装置へ糸条をスムーズに導入させる為に、延
伸装置のリップ部に角度をつける。延伸装置のリップ部
に糸条が接触すると、糸条が塊状になってブツブツした
凹凸が発生したり、延伸装置内で糸切れを引き起こした
り、また、糸条が集束してフィラメントの分散が低下す
るため、リップ角度は、紡口から吐出される糸条の最外
角度に対して＋５〜＋３０度の範囲が好ましく、より好
ましくは＋１０〜＋３０度の範囲である。

【００２５】また、延伸装置の気流の吹き出し角度は、
紡口から吐出される糸条の最外角度未満にすると、リッ
プ角度を上記範囲に設定しても延伸装置での糸条の接触
が発生し、また吹き出し角度を大きくしすぎると索引性
能が低下してしまうため、気流の吹き出し角度は、紡口
から吐出される糸条の最外角度以上であり、好ましくは
４５度以下である。なお、気流としては、空気流が一般
に用いられる。

【００２６】延伸装置のみを用いて、細い繊度の不織布
を得るためには、膨大な空気量を必要とし、糸条の分散
性も低下してしまう。その為、本発明においては、延伸
装置の直下に３００ｍｍ以上、好ましくは３００〜１５
００ｍｍの長さの平行板を設けることにより、牽引性能
及び分散性が格段に向上するため、空気量の低減化を図
ることができ、経済的にも有利となる。

【００２７】延伸装置の糸条導入スリット口の間隙は、
狭いと索引力は得られるが、狭すぎると吸引風量の低下
により糸揺れや糸流れを引き起こし、リップ部への糸条
の接触も生じる。逆に広くしすぎると、糸条の接触はな
くなり、吸引風量も向上するが、索引力が低下する。こ
れらの点を考慮すると、延伸装置の糸条導入スリット口
の間隙は３〜７ｍｍの範囲が好ましい。この範囲である
と、糸条に随伴する空気量に対する吸引風量が十分で、
糸揺れや糸流れを引き起こすことがなく、十分な索引力
が生じるので、高速度で安定した紡糸が可能である。

【００２８】本発明の製造法に用いる装置の一例を図１
に示す。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて更に本発明
を説明する。

【００３０】尚、測定方法、評価方法等は下記の通りで
ある。

【００３１】（１）繊度 生産された不織布の両端１０ｃｍを除き、巾方向（ＣＤ
方向）に５等分して１ｃｍ角の試験片をサンプリング
し、顕微鏡（オリンパス光学工業製のモデルＯＭＳ−Ｄ
２）で繊維の直径を各２０点ずつ測定し、繊維密度を
０．９１ｇ／ｃｍ^３として、その平均値から繊度（ｄｔ
ｅｘ）を算出した（小数点第２位を四捨五入）。

【００３２】（２）ＭＦＲ（メルトフローレート） ＪＩＳ−Ｋ７２１０「熱可塑性プラスチックの流れ試験
方法」の表１の条件１４に準じ、試験温度２３０℃、試
験荷重２１．１８Ｎにて測定を行った。

【００３３】（３）紡糸性 不織布の生産において、１０分間における単糸切れや、
ブツブツ欠点（糸条の塊）の発生を調査し、１つでも欠
点が発生していた場合は×、発生がなかった場合は○と
した。

【００３４】（４）糸条の接触 製造時に、延伸装置のリップ部への糸条の接触をファイ
バースコープを使用して確認し、接触があった場合は
×、なかった場合は○とした。

【００３５】〔実施例１〜４、比較例１〕ホール径０．
３５ｍｍ、ホール数４、０００個／ｍを有する紡口を備
えたスパンボンドの製造機を用いて、１ホール当たりの
ポリマー吐出量を０．５６ｇ／分として、表１に示すよ
うに、ポリプロピレンにポリエチレンを添加したポリマ
ーを溶融紡糸し、延伸用高速気流の調整により繊度を
１．１ｄｔｅｘとした。紡糸性の評価結果を表１に示
す。

【００３６】ＭＦＲ２０未満では、紡糸状態が不安定で
１．１ｄｔｅｘの安定生産が出来なかった。ポリエチレ
ンの添加率が３ｗｔ％以内であれば、紡糸性はきわめて
良好であったが、添加率が５ｗｔ％（実施例４）では、
やや紡糸性が低下した（そのため表１では紡糸性を△と
した）。

【００３７】

【表１】 〔実施例５〜７〕ＭＦＲを４０、延伸用高速気流の流量
を１２００Ｎｍ^３／時・ｍとし、ビーム１ｍ当たりから
のポリマー吐出量を１０６ｋｇ／時（実施例５）、１３
５ｋｇ／時（実施例６）、１７０ｋｇ／時（実施例７）
と変化させたこと以外は、実施例１と同様にして不織布
を製造した。結果を表２に示す。

【００３８】実施例５〜７より、繊度が１．４ｄｔｅｘ
以下で、安定した紡糸性が得られることが判る。

【００３９】

【表２】 〔実施例８〜１０、比較例２〕ＭＦＲを４０、延伸用高
速気流の流量を１２００Ｎｍ^３／時・ｍとし、１ホール
当たりのポリマー吐出量を０．３２ｇ／分（実施例
８）、０．５６ｇ／分（実施例９）、０．７８ｇ／分
（実施例１０）、０．８５ｇ／分（比較例２）と変化さ
せたこと以外は、実施例１と同様にして不織布を製造し
た。結果を表３に示す。

【００４０】１ホール当たりのポリマー吐出量が０．８
０ｇ／分を超えた場合（比較例２）は、１．４ｄｔｅｘ
以下の細い繊度が得られなかった。

【００４１】なお、延伸用高速気流の流量が１２００Ｎ
ｍ^３／時・ｍでは、細い繊度を得るために１ホール当た
りのポリマー吐出量を減少させようとしても、０．３２
ｇ／分が限界である。ポリマー吐出量を減少させて、延
伸用高速気流の流量を減少させれば、１．４ｄｔｅｘ以
下の細い繊度で、安定した紡糸性が得られるが、生産性
が低下してしまうため好ましくない。

【００４２】

【表３】 〔実施例１１〜１３、比較例３及び４〕ＭＦＲを４０、
１ホール当たりのポリマー吐出量を０．５６ｇ／分と
し、ＨＤを３５０ｍｍ（実施例１１）、６００ｍｍ（実
施例１２）、８００ｍｍ（実施例１３）、及び３００ｍ
ｍ（比較例３）、８５０（比較例４）と変化させたこと
以外は、実施例１と同様にして不織布を製造した。結果
を表４に示す。

【００４３】ＨＤが３５０ｍｍ未満の場合（比較例３）
は安定した紡糸性が得られなかった。また、８００ｍｍ
を超える場合（比較例４）は、本発明の範囲内である
１．４ｄｔｅｘ以下の細い繊度を得ることが出来ないこ
とが判る。

【００４４】

【表４】 〔実施例１４〜１６、比較例５及び６〕実施例１１と同
様の方法を行った。但し、紡口から吐出される糸条の最
外角度を１３度とした。延伸装置のリップ角度を２０度
（実施例１４）、３２度（実施例１５）、４０度（実施
例１６）、１５度（比較例５）、５０度（比較例６）と
変化させ、紡糸性及び延伸装置のリップ部への糸条の接
触につき評価した。結果を表５に示す。

【００４５】リップ角度が１５度の場合（比較例５）
は、リップ部へ糸条が接触して糸切れが発生し、また５
０度の場合（比較例６）は、リップ部内で渦流が発生し
て（スモークテスタで確認）、紡糸性が悪化した。

【００４６】

【表５】 〔実施例１７及び１８、比較例７〕実施例１５と同様の
方法（紡口から吐出される糸条の最外角度は１３度）に
おいて、延伸装置の吹き出し角度を３２度（実施例１
７）、４５度（実施例１８）、及び１０度（比較例７）
と変化させ、紡糸性及び延伸装置への糸条の接触につき
評価した。結果を表６に示す。

【００４７】

【表６】 〔実施例１９及び２０、比較例８〕実施例１６と同様の
方法において、延伸装置直下に設けた平行板の長さを３
００ｍｍ（実施例１９）、７００ｍｍ（実施例２０）、
及び１００ｍｍ（比較例８）として実施した。結果を表
７に示す。

【００４８】平行板の長さが３００ｍｍ以上では紡糸性
が良好であり、本発明の範囲内である１．４ｄｔｅｘ以
下の細い繊度を得ることが出来た。これに対し、１００
ｍｍの場合（比較例８）は、紡糸性に問題はないが、分
散性が悪化し、また牽引性能が低下してしまうため１．
４ｄｔｅｘ以下の細い繊度を得ることが出来なかった。

【００４９】

【表７】

【発明の効果】本発明の製造方法は、細い繊度のポリプ
ロピレン不織布を、高紡糸速度で安定して効率良く製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる装置の一例の概略図である。

【符号の説明】

１…紡口（ビーム） ２…延伸装置 ３…リップ部 ＨＤ…紡口面から延伸装置までの距離 ａ…糸条の最外角度 ｂ…リップ角度 ｃ…気流の吹き出し角度 ｄ…糸条導入スリット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メルトフローレート（ＭＦＲ）が２０以
   上のポリプロピレンのポリマーを使用し、下記（１）〜
   （５）の要件を満足させて、繊度が０．７〜１．４ｄｔ
   ｅｘのスパンボンド不織布を製造する方法。 （１）ビーム１ｍ当たりからの該ポリマーの吐出量が１
   ００ｋｇ／時以上である。 （２）１ホール当たりの該ポリマーの吐出量が０．８ｇ
   ／分以下である。 （３）紡口面から延伸装置までの距離が３５０〜８００
   ｍｍであり、且つ、衝突流型の延伸装置を使用する。 （４）該延伸装置のリップ角度が、紡口から吐出される
   糸条の最外角度に対して＋５〜＋３０度の範囲であり、
   且つ、気流の吹き出し角度が該最外角度以上である。 （５）該延伸装置の直下に３００ｍｍ以上の長さの平行
   板を設けた装置を使用する。
2. 【請求項２】 ポリプロピレンのポリマー中に、ポリエ
   チレンのポリマーを３ｗｔ％以下添加することを特徴と
   する請求項１記載のスパンボンド不織布を製造する方
   法。