JP2020165013A

JP2020165013A - 繊維不織布の製造方法

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Publication number: JP2020165013A
Application number: JP2019064862A
Authority: JP
Inventors: 尚貴山岸; Naoki Yamagishi; 智彬赤崎; Tomoaki Akasaki; 恭士有田; Takashi Arita; 康三飯場; Kozo Iiba
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-08

Abstract

【課題】装置構成を複雑にすることなく、捕集効率に優れるフィルターを製造し得る繊維不織布の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の繊維不織布の製造方法は、メルトブローン法により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金から加熱ガスとともに吐出し、前記加熱ガスにより前記熱可塑性樹脂を延伸して、繊維状樹脂とする工程と、前記繊維状樹脂を、ウェブ状に捕集する工程とを含む。加熱ガスの流量は、１５０〜１０００Ｎｍ３／時／ｍである。加熱ガスの温度をＴａ（℃）、溶融した熱可塑性樹脂の温度をＴｐ（℃）、熱可塑性樹脂の結晶化温度をＴｃ（℃）、前記熱可塑性樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、加熱ガスの吐出は、下記式（１）：Ｔｃ＜Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０および式（２）８０≦Ｔｐ−Ｔａ≦１９０を満たすように行う。【選択図】図１

Description

本発明は、繊維不織布の製造方法に関する。

繊維不織布は、エアフィルターや衛生材料、吸収性材料、包装資材などとして広く用いられている。そのような繊維不織布は、繊維の繊維径が小さいほど、分離性能、液体保持機能、払拭性能、隠蔽性能、柔軟性などの種々の性能に優れる。そのため、繊維径が小さい繊維不織布を製造する方法が、従来から種々提案されている。

中でも、メルトブローン法では、吐出される溶融樹脂に加熱エア（加熱圧縮エア）を吹き当てて溶融樹脂を延伸（または牽引）するため、繊維径の小さい繊維不織布が得られやすい。

メルトブローン法による繊維不織布の製造方法としては、例えば、１）ダイ（紡糸口金）から溶融樹脂を加熱エアとともに吐出し、当該溶融樹脂を加熱エアにより延伸して、極細繊維を得る工程と、２）得られた極細繊維を吸引ロールや吸引ベルト上に捕集する工程と、３）吸引ロールや吸引ベルトの外周面に沿って配置された吸引フードにより、捕集した極細繊維上に付着した浮遊繊維を吸引除去する工程とを含む方法が提案されている（例えば特許文献１）。

そして、１）の工程では、加熱エアの温度は、ダイの温度（溶融樹脂の温度）と同じか、それよりも高くすることが示されている。また、ダイと吸引ロールや吸引ベルトとの間隔ｄ１を、溶融樹脂の振動が生じないような範囲とすることで、糸切れや繊維の絡み合いを抑制するとともに、吸引ロールや吸引ベルトと吸引フードとの間隔ｄ２を、浮遊繊維を吸引除去可能な範囲とすることで、繊維径のばらつきを低減できるとされている。

再公表特許第２０１２／１０２３９８号

しかしながら、特許文献１の製造方法では、吸引フードの配置や、それによる気流の制御が必要となるため、装置構成が複雑になりやすいという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、装置構成を複雑にすることなく、捕集効率に優れるフィルターを製造し得る繊維不織布を製造することができる、繊維不織布の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の繊維不織布の製造方法に関する。
＜１＞メルトブローン法により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金から加熱ガスとともに吐出し、前記加熱ガスにより前記熱可塑性樹脂を延伸して、繊維状樹脂とする工程と、前記繊維状樹脂を、ウェブ状に捕集する工程と、
を含み、
前記加熱ガスの流量を１５０〜１０００Ｎｍ^３／時／ｍとし、
前記加熱ガスの温度をＴａ（℃）、前記溶融した熱可塑性樹脂の温度をＴｐ（℃）、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度をＴｃ（℃）、前記熱可塑性樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、前記加熱ガスの吐出は、下記式（１）および（２）を満たすように行う、
繊維不織布の製造方法。
式（１）Ｔｃ＜Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
式（２）８０≦Ｔｐ−Ｔａ≦１９０
＜２＞吐出された前記熱可塑性樹脂に、３０℃以下の冷却ガスを吹き付ける工程を含まない、＜１＞に記載の繊維不織布の製造方法。
＜３＞前記加熱ガスの吐出は、下記式（１）’をさらに満たすように行う、＜１＞または＜２＞に記載の繊維不織布の製造方法。
式（１）’ Ｔｍ−３０≦Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
＜４＞前記加熱ガスの流量を２５０〜８５０Ｎｍ^３／時／ｍとする、＜１＞〜＜３＞のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。
＜５＞前記熱可塑性樹脂は、プロピレン系重合体である、＜１＞〜＜４＞のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。
＜６＞前記繊維不織布は、平均繊維径が２．０μｍ以下であり、かつ、繊維径の変動係数が１．０以下である、＜１＞〜＜５＞のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。

本発明によれば、装置構成を複雑にすることなく、捕集効率に優れるフィルターを製造し得る繊維不織布を製造することができる、繊維不織布の製造方法を提供することができる。

図１は、繊維不織布の製造装置の構成の一例を示す模式図である。

前述の通り、従来は、加熱ガスの温度（Ｔａ）は、溶融された熱可塑性樹脂の温度（紡糸口金の温度）（Ｔｐ）と同じか、それよりも高くすることが一般的である。これに対して、本発明者らは、加熱ガスの温度（Ｔａ）を、溶融された熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）よりも一定以上低くし、かつ、加熱ガスの流量を所定範囲に制御することで、小さい繊維径を維持しつつ、繊維径のばらつきを少なくでき、フィルターとして用いた際の捕集効率に優れることを見出した。

具体的には、加熱ガスの吹き付けを、下記式（１）および（２）を満たすように行うとともに、加熱ガスの流量を１５０〜１０００Ｎｍ^３／時／ｍの範囲内とすることが有効である。
式（１）Ｔｃ＜Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
式（２）８０≦Ｔｐ−Ｔａ≦１９０

この理由は明らかではないが、以下のように推測される。すなわち、Ｔｐ−Ｔａ（ΔＴ）が８０℃以上であると、紡糸口金から吐出された樹脂は適度に急冷されるため、適度に固化しやすい。それにより、繊維状に吐出された樹脂同士が融着しにくくなるため、繊維径のばらつきを少なくできる。一方、ΔＴが１９０℃以下であり、かつ加熱ガスの温度（Ｔａ）が式（１）の範囲を満たしていると、紡糸口金から吐出された樹脂は、急冷されすぎないため、加熱ガスによる延伸（牽引）効果が損なわれにくい。それにより、加熱ガスによる延伸不足を抑制することができるため、繊維径の増大を抑制できる。
一方で、繊維を急冷するため、加熱ガスの流量を制御しなくては、延伸効果が十分に発現せずに繊維径が増大してしまったり、吐出直後に隣接する繊維と融着してしまうなどで繊維径のばらつきが大きくなってしまったりする。
つまり、加熱ガスの吹き付けを、所定の流量のもとで、式（１）および（２）を満たすように行うことで、繊維径が小さく、かつ繊維径のばらつきが少ない繊維不織布を得ることができる。また、このような繊維不織布をフィルターとして用いると捕集効率に優れる。

したがって、本発明の繊維不織布の製造方法では、急冷効果を得るために、例えば吐出された樹脂に、３０℃以下の冷却ガスを吹き付ける工程をさらに行う必要がない。つまり、ガスの吹き付けを複数段階で行う必要がなく、１段階で行うことができる。さらに、特許文献１のような吸引フードによる気流制御を行う必要もない。したがって、本発明の繊維不織布の製造方法は、比較的簡易な装置構成で実現することができる。

１．繊維不織布の製造方法
本発明の繊維不織布の製造方法は、１）メルトブローン法により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金から加熱ガスとともに吐出して、繊維状樹脂とする工程と、２）繊維状樹脂をウェブ状に捕集する工程とを含む。

１）の工程について
１）の工程では、メルトブローン法により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金から加熱ガスとともに吐出して、繊維状樹脂を得る。

用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、その例には、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンおよび１−オクテンなどのα−オレフィンの単独もしくは共重合体（例えば、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・１−ブテンランダム共重合体、プロピレン・１−ブテンランダム共重合体など）、ポリエステル（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、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド（ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリメタキシレンアジパミドなど）、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマーあるいはこれらの混合物が含まれる。

これらの中でも、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、プロピレン系重合体（ポリプロピレンおよびポリプロピレンランダム共重合体など）、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドが好ましく、紡糸性や機械的強度、耐薬品性が優れるなどの観点から、プロピレン系重合体が好ましい。

プロピレン系重合体の融点（Ｔｍ）は、１５５℃以上、好ましくは１５７〜１６５℃の範囲にある。プロピレン系重合体は、プロピレンの単独重合体であってもよいし、プロピレンと極少量の１種または２種以上のα−オレフィンとの共重合体であってもよい。共重合するα−オレフィンは、炭素数２以上、好ましくは２〜８の１種または２種以上であり、具体的には、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテンなどが挙げられる。中でも、プロピレン単独重合体であることが特に好ましい。

プロピレン系重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ：ＡＳＴＭＤ−１２３８、２３０℃、荷重２１６０ｇ）は、溶融紡糸可能な程度であればよく、通常、５００〜３０００ｇ／１０分であることが好ましく、１０００〜２５００ｇ／１０分であることがより好ましい。プロピレン系重合体のＭＦＲが上記範囲にあると、紡糸性が良好で、引張強度などに機械的強度が良好な不織布が得られやすい。

メルトブローン法とは、溶融した熱可塑性樹脂を、紡糸口金から繊維状に吐出させるときに、溶融状態の吐出物（吐出された熱可塑性樹脂）の両側から加熱ガスを当てるとともに、加熱ガスを随伴させることで吐出物の径を小さくする方法である。具体的には、例えば、原料となる熱可塑性樹脂（例えば、プロピレン単独重合体）を、押出機などを用いて溶融する。溶融された熱可塑性樹脂は、押出機の先端に接続された紡糸口金に導入され、紡糸口金の紡糸ノズルから、繊維状に吐出される。繊維状に吐出された熱可塑性樹脂に、紡糸口金のガスノズルから噴出される加熱ガスが当てられて、当該加熱ガスにより延伸されることにより、当該樹脂が細化される。加熱ガスは、特に制限されないが、例えば空気である。

そして、前述の通り、繊維不織布を構成する繊維径を小さくし、かつ繊維径のばらつきを少なくする（繊維径分布を狭くする）観点から、熱可塑性樹脂の結晶化温度をＴｃ（℃）、熱可塑性樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、加熱ガスの吹き付けは、下記式（１）および（２）を満たすように行う。
式（１）Ｔｃ＜Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
式（２）８０≦Ｔｐ−Ｔａ≦１９０

式（１）に示されるように、加熱ガスの温度（Ｔａ）が結晶化温度（Ｔｃ）よりも高いと、吐出された熱可塑性樹脂の固化による延伸不良を抑制することができ、繊維径の増大を抑制できる。加熱ガスの温度（Ｔａ）がＴｍ＋１５０℃以下であると、ΔＴ（Ｔｐ−Ｔａ）を上記範囲に調整しやすいだけでなく、吐出された熱可塑性樹脂の溶融粘度の低下による糸切れを抑制できる。中でも、吐出された熱可塑性樹脂を十分に延伸して、より繊維径の小さい繊維を得やすくする観点では、加熱ガスの温度（Ｔａ）は、下記式（１）’を満たすことがより好ましい。
式（１）’ Ｔｍ−３０≦Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０

また、式（２）に示されるように、加熱ガスの温度（Ｔａ）を、溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）よりも一定以上低くする。具体的には、Ｔｐ−Ｔａ（ΔＴ）を８０℃以上とすることで、適度な急冷効果、つまり、吐出された繊維状の熱可塑性樹脂を適度に固化させることができる。それにより、吐出された繊維状の熱可塑性樹脂同士の融着を抑制することができ、繊維径のばらつきを少なくできる。一方、ΔＴを１９０℃以下とすることで、過度な急冷により吐出された繊維状の熱可塑性樹脂が固化しすぎることによる延伸不良を抑制することができ、繊維径の増大を抑制できる。ΔＴは、８０〜１５０℃であることが好ましく、９０〜１４０℃であることがより好ましい。

加熱ガスの温度（Ｔａ）は、樹脂に応じて、前述の式（１）を満たし、好ましくはさらに式（１）’を満たすように選択すればよい。熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体である場合、加熱ガスの温度（Ｔａ）は、例えば１３０〜３１０℃であることが好ましく、１４０〜２４０℃であることがより好ましく、１５０〜２２０℃であることがさらに好ましい。

溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）は、樹脂に応じて、前述の式（２）を満たすように選択すればよい。熱可塑性樹脂がプロピレン系重合体である場合、溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）は、例えば２１０〜４００℃であることが好ましく、２２０〜３５０℃であることがより好ましい。

溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）は、紡糸口金（ダイ）の設定温度として測定することができる。
加熱ガスの温度（Ｔａ）は、紡糸口金（ダイ）から吐出された直後の加熱ガスの温度として測定することができる。具体的には、加熱ガスの温度（Ｔａ）は、紡糸口金（ダイ）のガスノズルの開口部における加熱ガスの温度として測定することができる。加熱ガスの温度（Ｔａ）の調整は、例えば紡糸口金（ダイ）のガスノズルの開口部の加熱ガスの温度（Ｔａ）を測定しながら、当該ガスノズルの開口部の加熱ガスの温度（Ｔａ）が所定の温度となるように、加熱ガスの供給温度を調整することによって行ってもよいし；所定の条件（例えばダイ温度、加熱ガス流量）下で、ガスノズルの開口部の加熱ガスの温度（Ｔａ）と加熱ガスの供給温度との関係を示すデータ（検量線）を予め準備しておき、そのデータに基づいて、ガスノズルの開口部の加熱ガスの温度（Ｔａ）が所定の温度となるように、加熱ガスの供給温度を調整することによって行ってもよい。

熱可塑性樹脂の結晶化温度（Ｔｃ）や融点（Ｔｍ）は、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）を用いて測定することができる。
具体的には、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）としてパーキンエルマー社製ＤＳＣＰｙｒｉｓ１またはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＤＳＣ７０２０を用い、窒素雰囲気下（２０ｍＬ／ｍｉｎ）、試料（約５ｍｇ）を、樹脂ごとに設定した到達温度（プロピレン系重合体の場合は２３０℃）まで昇温し、その温度で３分間保持した後、１０℃／分で３０℃まで冷却して３０℃で１分間保持し、１０℃／分で上記到達温度まで昇温し、昇温過程における結晶溶融ピークのピーク頂点から融点（Ｔｍ）を算出し、降温過程における結晶化ピークのピーク頂点から結晶化温度（Ｔｃ）を算出する。なお、複数の結晶溶融ピークが観測された場合は、高温側ピークを融点（Ｔｍ）とする。

紡糸口金の紡糸ノズル１つ当たりの熱可塑性樹脂の吐出量は、通常、０．０５〜３．０ｇ／分、好ましくは０．１〜２．０ｇ／分である。吐出量が０．０５ｇ／分以上であると、生産性が損なわれにくいだけでなく、繊維の糸切れを抑制しやすい。吐出量が３．０ｇ／分以下であると、得られる繊維径を十分に小さくしやすい。

加熱ガスの流量は、前述の通り、繊維不織布を構成する繊維径を小さくし、かつ繊維径のばらつきを少なくする（繊維径分布を狭くする）観点から、１５０〜１０００Ｎｍ^３／時／ｍとする。加熱ガスの流量が１５０Ｎｍ^３／時／ｍ以上であると、吐出された熱可塑性樹脂を十分に延伸しやすく、十分に繊維径を小さくしやすい。加熱ガスの流量が１０００Ｎｍ^３／時／ｍ以下であると、気流の乱れによる繊維径のばらつきの増大を抑制しやすい。同様の観点から、加熱ガスの流量は、２５０〜８５０Ｎｍ^３／時／ｍであることが好ましい。

加熱ガスの種類は特に制限されず、例えば、空気（エア）、炭酸ガスや窒素ガスなどの溶融樹脂に対して不活性なガスが挙げられる。これらの中でも、経済性の観点から空気（エア）が好ましい。

吐出された熱可塑性樹脂は、加熱ガスによって延伸されることで、好ましくは２．０μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ〜２．０μｍにまで細化された繊維状樹脂が得られる。

本発明の繊維不織布の製造方法では、急冷効果を得るために、例えば吐出された樹脂に３０℃以下の冷却ガスを吹き付ける工程をさらに行う必要がない。つまり、ガスの吹き付けを複数段階で行う必要がなく、１段階で行うことができる。そのため、本発明の繊維不織布の製造方法によれば、冷却ガスを吹き付けるアタッチメントを省略できる。

また、本発明の繊維不織布の製造方法では、繊維径が小さく、かつ繊維径のばらつきが少ない繊維不織布を得るために、吸引フードによる気流制御を行う必要がない。そのため、本発明の繊維不織布の製造方法によれば、吸引フードというアタッチメントを省略できる。

２）の工程について
２）の工程では、コレクター上に、得られた繊維状樹脂をウェブ状に捕集する。

コレクターの例には、多孔ベルト、多孔ドラムが含まれる。なお、コレクターの裏面側からエアを吸引するなどして、繊維状樹脂の捕集を促進してもよい。

また、コレクター上に予め設けた所望の基材上に、細化された繊維を捕集してもよい。予め設けておく基材の例には、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布、ニードルパンチングおよびスパンレース不織布などの他の不織布や織物、編物、紙が含まれる。それにより、高性能フィルター、ワイパーなどで使用する極細繊維不織布積層体を得ることもできる。

２．繊維不織布の製造装置
本発明の繊維不織布の製造方法に用いられる繊維不織布の製造装置について、図を参照しながら説明する。

図１は、繊維不織布の製造装置１０の構成の一例を示す模式図である。図１に示されるように、繊維不織布の製造装置１０は、押出機２０と、ダイ（紡糸口金）３０と、捕集機構４０とを有する。

押出機２０は、ホッパー２１と、圧縮部２２とを有する。そして、押出機２０は、ホッパー２１に投入された固体の熱可塑性樹脂を、圧縮部２２で溶融させる。押出機２０は、一軸押出機であってもよいし、多軸押出機であってもよい。

ダイ（紡糸口金）３０は、押出機２０の先端に配置されている。ダイ３０は、複数の紡糸ノズル３１と、複数のエアノズル３２とを有する。

複数の紡糸ノズル３１は、通常、列状に配置されている。そして、紡糸ノズル３１は、押出機２０から搬送された、溶融された熱可塑性樹脂を導入し、ノズル開口から、当該樹脂を繊維状に吐出させる。紡糸ノズルの直径は、例えば０．０５〜０．８０ｍｍでありうる。溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）は、ダイ３０の設定温度によって調整することができる。

複数のガスノズル（エアノズル）３２は、紡糸ノズル３１のノズル開口部の近傍、具体的には、複数の紡糸ノズル３１の列を挟んだ両側に配置されている。そして、ガスノズル３２は、紡糸ノズル３１の開口部付近に加熱ガス（加熱圧縮ガス）を噴射する。図１に示されるように、ガスノズル３２は、紡糸ノズル３１の開口部から吐出された直後の熱可塑性樹脂に、加熱ガスを噴射する。

ガスノズル３２に供給される加熱ガスは、ガス加熱装置５０から供給される。加熱ガスの温度（Ｔａ）は、ガス加熱装置５０に付属の加熱温度調整手段（不図示）によって調整することができる。

捕集機構４０は、多孔ベルト（コレクター）４１と、それを支持するとともに搬送させるローラ４２および４２と、多孔ベルト４１の捕集面の裏側に配置されたエア吸引部４３とを有する。エア吸引部４３は、ブロワー４４と連結されている。そして、捕集機構４０は、得られた繊維状樹脂を、移動する多孔ベルト４１上に捕集する。

このような構成によれば、押出機２０で溶融された樹脂は、ダイ（紡糸口金）３０の紡糸ノズル３１に導入され、紡糸ノズル３１の開口部から吐出される。一方、ガスノズル３２からは、加熱ガスが紡糸ノズル３１の開口部付近に向かって噴射される。そして、吐出された樹脂は、加熱ガスにより延伸および細化されて、繊維状樹脂となる。

そして、加熱ガスの温度（Ｔａ）は、前述の式（１）および（２）を満たすように調整されている。それにより、溶融された樹脂は適度に急冷されて延伸される。また、加熱ガスの流量は、前述の範囲を満たすように調整されている。それにより、溶融された樹脂が急冷されていても、十分に延伸させることができる。そのため、繊維径を小さくしつつ、繊維径のばらつきを少なくすることができる。そして、吐出された繊維状樹脂は、多孔ベルト４１上に捕集されて、繊維状不織布となる。

３．繊維不織布
本発明の繊維不織布の製造方法によって得られる繊維不織布は、前述の通り、１）繊維の平均繊維径が小さく、かつ２）繊維径のばらつきが少ない（繊維径の変動係数（ＣＶ値）が小さい）という特徴を有する。

繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径は、通常、２．０μｍ以下であることが好ましく、０．１〜２．０μｍであることがより好ましい。繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径の測定は、繊維不織布の電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）から、任意の１０００本の不織布繊維を選択し、選択した繊維の直径を測定し、その平均を求めればよい。

繊維不織布を構成する繊維の繊維径の変動係数（ＣＶ値）は、１．０以下であることが好ましく、０．８５以下であることがより好ましい。ＣＶ値は、上記平均繊維径の測定結果の標準偏差（Ｄｐ）を、平均繊維径（Ｄａ）で除すことにより算出することができる（下記式参照）。
ＣＶ値＝標準偏差（Ｄｐ）／平均繊維径（Ｄａ）

繊維状不織布を構成する繊維の平均繊維径を上記のように小さくするためには、前述の通り、例えば加熱ガスの流量は一定以上にすることが好ましく、溶融した熱可塑性樹脂の吐出量は少なくすることが好ましく、溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）は高く、かつ加熱ガスの温度（Ｔａ）は低すぎないようにすることが好ましい。繊維状不織布を構成する繊維の変動係数（ＣＶ値）を上記のように小さくするためには、前述の通り、例えば溶融した熱可塑性樹脂の温度（Ｔｐ）と加熱ガスの温度（Ｔａ）の差ΔＴ（＝Ｔｐ−Ｔａ）は一定以上とすることが好ましく、加熱ガスの流量は大きくなりすぎないようにすることが好ましい。

繊維不織布の孔の、目付１０ｇ／ｍ^２で測定した平均孔径は、０．０１〜１０．０μｍであることが好ましく、０．１〜３．０μｍであることがより好ましい。平均孔径が０．０１μｍ以上であると、繊維不織布をフィルターに用いた場合に、圧損が高くなりすぎず、流量の低下を抑制しやすい。繊維不織布の平均孔径は、バブルポイント法により測定することができる。具体的には、繊維不織布の試験片にフッ素系不活性液体を含浸させ、キャピラリー・フロー・ポロメーターで孔径を測定すればよい。

繊維不織布の目付は、用途により適宜決めうるが、通常、１〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、２〜１５０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

繊維不織布の空隙率は、通常、４０％以上であることが好ましく、６０〜９５％であることがより好ましい。また、繊維不織布のうち、４０％以上の空隙率を有する部位の占める体積が９０％以上であることが好ましく、ほぼ全ての部位で４０％以上の空隙率を有することがより好ましい。

繊維不織布は、単層不織布として用いられてもよいし、積層体の少なくとも一つの層を構成する不織布として用いられてもよい。積層不織布を構成する他の層の例には、従来のメルトブローン不織布、スパンボンド不織布、ニードルパンチング、およびスパンレース不織布などの他の不織布や、織物、編物、紙などが含まれる。

繊維不織布は、例えば、ガスフィルター（エアフィルター）および液体フィルターなどのフィルターとして好ましく用いられうる。前記の通り、本発明の繊維不織布は、繊維径が小さく、かつ繊維径のばらつきが少ないため、繊維間に比較的大きい孔（欠損部位）が形成されにくい。それにより、濾過性能が高く、高性能フィルターとして好適に用いられる。

以下において、実施例を参照して本発明を説明する。実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。

［実施例１］
図１に示される製造装置を用いて、繊維不織布を作製した。具体的には、溶融したプロピレン単独重合体（結晶化温度Ｔｃ：１３０℃、融点Ｔｍ：１６０℃、ＭＦＲ：１５００ｇ／１０分）をダイに供給し、設定温度：３２０℃のダイ（溶融したプロピレン単独重合体の温度Ｔｐ）から、紡糸ノズル１つあたりの吐出量：０．２ｇ／分で、紡糸ノズルの両側から吹き出す加熱エア（温度Ｔａ：２００℃、流量：６００Ｎｍ^３／時／ｍ）とともに吐出した。ダイの紡糸ノズルの直径は、０．２０ｍｍであった。そして、繊維状のプロピレン単独重合体を、目付量が１５ｇ／ｍ^２となるようにコレクターである多孔ベルト上に捕集し、繊維不織布を得た。なお、プロピレン単独重合体の結晶化温度（Ｔｃ）および融点（Ｔｍ）は、前述の方法で測定した値を採用した。

［実施例２〜７、比較例１〜５］
加熱エアの温度（Ｔａ）および流量を表１に示されるように変更した以外は実施例１と同様にして、繊維不織布を得た。

得られた不織布積層体の物性（目付量、平均繊維径、ＣＶ値、フィルター精度、および圧力損失）を、以下方法で測定した。

（１）目付（ｇ／ｍ^２）
縦方向５０ｃｍ×横方向５０ｃｍの試料を３個採取して、各試料の重量をそれぞれ測定した。得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入して、目付量（ｇ／ｍ^２）とした。

（２）繊維不織布の繊維の平均繊維径（μｍ）、変動係数（ＣＶ値）
電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−３５００Ｎ）を用いて、倍率１０００倍の繊維不織布の写真を撮影した。繊維不織布を構成する繊維のうち、任意の繊維１００本を選び、選択した繊維の幅（直径）を測定した。測定結果の平均を、平均繊維径とした。

また、この測定結果の標準偏差（Ｄｐ）を平均繊維径（Ｄａ）で除して、繊維径の変動係数（ＣＶ値）とした。
ＣＶ値＝標準偏差（Ｄｐ）／平均繊維径（Ｄａ）

（３）捕集効率（％）
粉塵の捕集効率は、以下の方法で測定した。繊維不織布（積層体）の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを３個採取し、それぞれのサンプルについて、捕集性能測定装置（東京ダイレック(株)社製Ｍｏｄｅｌ８１３０）で捕集効率を測定した。捕集効率の測定にあたっては、個数中央径：０．０７μｍをもつＮａＣｌ粒子ダストをアトマイザーで発生させ、次にサンプルをホルダーにセットし、風量をフィルター通過速度が５．３ｃｍ／secになるように流量調整バルブで調整し、ダスト濃度を１５〜２０ｍｇ／ｍ^３の範囲で安定させた。サンプルの上流のダスト個数Ｄ２および下流のダスト個数Ｄ１をレーザー式粒子検出器で検出し、下記計算式にて求めた数値の小数点以下第２位を四捨五入し捕集効率（％）を求めた。
捕集効率（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
（Ｄ１：下流のダスト個数、Ｄ２：上流のダスト個数）

実施例１〜７および比較例１〜５の作製条件および評価結果を表１に示す。

表１に示されるように、式（１）と（２）を両方満たし、かつ加熱ガスの流量が１５０〜１０００Ｎｍ^３／時／ｍの範囲内となる条件で製造された実施例１〜７の繊維不織布は、式（２）を満たさない条件で製造された比較例１、２および５の繊維不織布や、加熱ガスの流量が上記範囲外となる条件で製造された比較例３および４の繊維不織布と比べて、捕集効率に優れていた。これは、比較例１〜５の繊維不織布に比べて、実施例１〜７の繊維不織布の平均繊維径が小さく、かつ、ＣＶ値が低いためだと考えられる。

本発明によれば、装置構成を複雑にすることなく、繊維径が小さく、かつ繊維径のばらつきが少ない繊維不織布を製造することができる繊維不織布の製造方法を提供することができる。

１０繊維不織布の製造装置
２０押出機
２１ホッパー
２２圧縮部
３０ダイ（紡糸口金）
３１紡糸ノズル
３２ガスノズル
４０捕集機構
４１多孔ベルト
４２ローラ
４３エア吸引部
４４ブロワー
５０ガス加熱装置
Ｐ溶融した熱可塑性樹脂
Ｇ加熱ガス

Claims

メルトブローン法により、溶融した熱可塑性樹脂を紡糸口金から加熱ガスとともに吐出し、前記加熱ガスにより前記熱可塑性樹脂を延伸して、繊維状樹脂とする工程と、
前記繊維状樹脂を、ウェブ状に捕集する工程と、
を含み、
前記加熱ガスの流量を１５０〜１０００Ｎｍ^３／時／ｍとし、
前記加熱ガスの温度をＴａ（℃）、前記溶融した熱可塑性樹脂の温度をＴｐ（℃）、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度をＴｃ（℃）、前記熱可塑性樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、前記加熱ガスの吐出は、下記式（１）および（２）を満たすように行う、
繊維不織布の製造方法。
式（１）Ｔｃ＜Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
式（２）８０≦Ｔｐ−Ｔａ≦１９０
吐出された前記熱可塑性樹脂に、３０℃以下の冷却ガスを吹き付ける工程を含まない、
請求項１に記載の繊維不織布の製造方法。
前記加熱ガスの吐出は、下記式（１）’をさらに満たすように行う、
請求項１または２に記載の繊維不織布の製造方法。
式（１）’ Ｔｍ−３０≦Ｔａ≦Ｔｍ＋１５０
前記加熱ガスの流量を２５０〜８５０Ｎｍ^３／時／ｍとする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。
前記熱可塑性樹脂は、プロピレン系重合体である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。
前記繊維不織布は、平均繊維径が２．０μｍ以下であり、かつ、繊維径の変動係数が１．０以下である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の繊維不織布の製造方法。