JP2543548B2 - ポリプロピレン極細繊維不織布 - Google Patents
ポリプロピレン極細繊維不織布Info
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- JP2543548B2 JP2543548B2 JP62312029A JP31202987A JP2543548B2 JP 2543548 B2 JP2543548 B2 JP 2543548B2 JP 62312029 A JP62312029 A JP 62312029A JP 31202987 A JP31202987 A JP 31202987A JP 2543548 B2 JP2543548 B2 JP 2543548B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリプロピレン極細繊維不織布に関し、さら
に詳しくは、フィルター性能と強力に優れ、ポリマー玉
のない良質なポリプロピレン極細繊維不織布に関する。
に詳しくは、フィルター性能と強力に優れ、ポリマー玉
のない良質なポリプロピレン極細繊維不織布に関する。
本発明のポリプロピレン極細繊維の不織布は、医療・
衛生資材、土木資材、農業資材、一般工業資材等の分野
で広く使用されるが、特に極細繊維の特徴を活かした各
種高性能フィルター類に最適に用いることができる。
衛生資材、土木資材、農業資材、一般工業資材等の分野
で広く使用されるが、特に極細繊維の特徴を活かした各
種高性能フィルター類に最適に用いることができる。
近年、不織布は織物・編物に比べて簡略化された工程で
布帛構造物が得られること、および、その優れた特性に
より種々の分野に使用されている。特に、メルトブロー
法で得られる極細繊維からなる不織布は、フィルター用
途をはじめ多くの用途が開発されてきている。
布帛構造物が得られること、および、その優れた特性に
より種々の分野に使用されている。特に、メルトブロー
法で得られる極細繊維からなる不織布は、フィルター用
途をはじめ多くの用途が開発されてきている。
メルトブロー法による重合体の紡糸方法については、
インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミス
トリー（Industrial and Engineering Chemistry）48
巻、第８号（P1342〜1346）、1956年に基本的な装置お
よび方法が開示されている。また、ポリプロピレンのメ
ルトブロー法については、特開昭50−46972、同54−134
177に開示されている。これらの方法は、少なくとも1.4
の初期固有粘度を有する熱可塑性樹脂を押出機からノズ
ルのオリフィスに到るまでの間に、遊離基発生化合物の
存在下または非存在下で熱減成せしめて、ノズルのオリ
フィス中におけるポリマー樹脂の固有粘度を0.6〜1.4、
溶融粘度を50〜300ポイズとするメルトブロー不織布の
製造法である。この技術思想は、この明細書中に記載さ
れている如く、作られたままのポリマー樹脂（特にポリ
プロピレン）は高い固有粘度（少なくとも約1.4）と低
い溶融流れ速度（温度230℃、荷重2,160gにおけるメル
トインデックスが最大55）を有しており、この高粘度樹
脂を押出機からノズルのオリフィスに到るまでの間で熱
分解させて、固有粘度を0.6〜1.4、溶融粘度を50〜300
ポイズにまで低下させることにより、ポリマー玉（繊維
化されないポリマー樹脂の塊り）を発生させることなく
良質な不織布を製造するにある。
インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミス
トリー（Industrial and Engineering Chemistry）48
巻、第８号（P1342〜1346）、1956年に基本的な装置お
よび方法が開示されている。また、ポリプロピレンのメ
ルトブロー法については、特開昭50−46972、同54−134
177に開示されている。これらの方法は、少なくとも1.4
の初期固有粘度を有する熱可塑性樹脂を押出機からノズ
ルのオリフィスに到るまでの間に、遊離基発生化合物の
存在下または非存在下で熱減成せしめて、ノズルのオリ
フィス中におけるポリマー樹脂の固有粘度を0.6〜1.4、
溶融粘度を50〜300ポイズとするメルトブロー不織布の
製造法である。この技術思想は、この明細書中に記載さ
れている如く、作られたままのポリマー樹脂（特にポリ
プロピレン）は高い固有粘度（少なくとも約1.4）と低
い溶融流れ速度（温度230℃、荷重2,160gにおけるメル
トインデックスが最大55）を有しており、この高粘度樹
脂を押出機からノズルのオリフィスに到るまでの間で熱
分解させて、固有粘度を0.6〜1.4、溶融粘度を50〜300
ポイズにまで低下させることにより、ポリマー玉（繊維
化されないポリマー樹脂の塊り）を発生させることなく
良質な不織布を製造するにある。
前記した従来技術は、ポリマー玉のない良質な極細繊
維不織布を得るには、オリフィスに到るまでにポリマー
を熱減成して溶融粘度を低くする必要があり、このため
得られる不織布の強力は低いものしか得られなかった。
また、従来方法では、フィルター性能が比較的低いもの
しか得られず、特にそのままでは高性能エアフィルター
用途に展開することが出来なかった。
維不織布を得るには、オリフィスに到るまでにポリマー
を熱減成して溶融粘度を低くする必要があり、このため
得られる不織布の強力は低いものしか得られなかった。
また、従来方法では、フィルター性能が比較的低いもの
しか得られず、特にそのままでは高性能エアフィルター
用途に展開することが出来なかった。
本発明の目的は、従来のポリプロピレン極細繊維不織
布における前記した問題点を解決し、フィルター性能に
優れ、強力が高く、ポリマー玉のない良質なポリプロピ
レン極細繊維不織布を提供することにある。
布における前記した問題点を解決し、フィルター性能に
優れ、強力が高く、ポリマー玉のない良質なポリプロピ
レン極細繊維不織布を提供することにある。
本発明者らは、特にポリプロピレン極細繊維の平均分
子量と分子量分布（Mw/Mnの比）が特定範囲内にある
と、強力が高くポリマー玉のない良質な極細繊維が得ら
れ、しかも驚くべきことに、この不織布のフィルター性
能が著しく高まることを見い出し、本発明を完成したも
のである。
子量と分子量分布（Mw/Mnの比）が特定範囲内にある
と、強力が高くポリマー玉のない良質な極細繊維が得ら
れ、しかも驚くべきことに、この不織布のフィルター性
能が著しく高まることを見い出し、本発明を完成したも
のである。
即ち、本発明は、平均繊維径が0.1〜5.0μｍ、平均分
子量が下記の一般式の範囲にあるポリプロピレン極細繊
維からなるポリプロピレン極細繊維不織布である。
子量が下記の一般式の範囲にあるポリプロピレン極細繊
維からなるポリプロピレン極細繊維不織布である。
一般式 5.0×104Mw9.0×104 4.0Mw/Mn6.0 （但し、上式中Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量
を示す）。
を示す）。
本発明のポリプロピレン極細繊維の重量平均分子量
（Mw）は、5.0×104〜9.0×104、好ましくは5.5×104〜
8.5×104、特に好ましくは6.0×104〜8.0×104である。
Mwが5.0×104より小さいと、繊維強力が低下するため不
織布の強力が低下する。一方、9.0×104より大きいとポ
リマー玉の多い不織布しか得られず、この様な不織布は
フィルター性能が著しく低下する。Mwが5.0×104〜9.0
×104で初めて、フィルター性能が高く、強力の高い、
ポリマー玉のない良質な極細繊維不織布となる。また、
分子量分布の指標となる重量平均分子量（Mw）と数平均
分子量（Mn）の比、Mw/Mnは4.0〜6.0、好ましくは4.5〜
5.5である。Mw/Mnは特に重要であり、これが4.0より小
さいと不織布のフィルター性能が低下する。反面、6.0
より大きいと、フィルター性能が著しく低下し、また、
ポリマー玉のない良質な極細繊維が得られない。Mw/Mn
が4.0〜6.0の範囲にあるとフィルター性能が顕著に高ま
る。その理由については必ずしも明確ではないが、この
範囲内にある不織布は、ポリマー玉がなく、極細繊維の
繊維径のバラツキが小さくて繊維径分布がシャープとな
っていること、更に、極細繊維が複数本集束したいわゆ
る繊維束状の繊維が極めて少なく、単糸分散性が著しく
向上していることから、これらによりフィルター性能が
顕著に向上し、しかも不織布の強力までも高めるという
効果も併せて生み出したものと考えられる。極細繊維の
繊維径の分布は必ずしも正規分布になるとは限らない
（特にメルトブロー法で得られた極細繊維は繊維径が大
の方にテーリングした様な分布をもつことが多い）が、
この分布の標準偏差値（σn-1）を測定すると、本発明
でいうMw/Mnが4.0〜6.0のものはσn-1が0.70μｍ以下、
特に0.20〜0.50μｍの範囲にあるのに対し、MW/Mnが本
発明の範囲外のものは、繊維径の標準偏移値σn-1が0.8
0μｍ以上、一般的には1.00μｍ以上となることが見い
出された。なお、MwおよびMnはゲルパーミュエイション
クロマトグラフ（GPC:日本ウォーターズ社製150C）を用
い、ポリスチレンスタンダード換算により求めた。Mw/M
nは分子量分布の尺度であり、Mw/Mnが小さいほど分子量
分布が狭いことを示す。
（Mw）は、5.0×104〜9.0×104、好ましくは5.5×104〜
8.5×104、特に好ましくは6.0×104〜8.0×104である。
Mwが5.0×104より小さいと、繊維強力が低下するため不
織布の強力が低下する。一方、9.0×104より大きいとポ
リマー玉の多い不織布しか得られず、この様な不織布は
フィルター性能が著しく低下する。Mwが5.0×104〜9.0
×104で初めて、フィルター性能が高く、強力の高い、
ポリマー玉のない良質な極細繊維不織布となる。また、
分子量分布の指標となる重量平均分子量（Mw）と数平均
分子量（Mn）の比、Mw/Mnは4.0〜6.0、好ましくは4.5〜
5.5である。Mw/Mnは特に重要であり、これが4.0より小
さいと不織布のフィルター性能が低下する。反面、6.0
より大きいと、フィルター性能が著しく低下し、また、
ポリマー玉のない良質な極細繊維が得られない。Mw/Mn
が4.0〜6.0の範囲にあるとフィルター性能が顕著に高ま
る。その理由については必ずしも明確ではないが、この
範囲内にある不織布は、ポリマー玉がなく、極細繊維の
繊維径のバラツキが小さくて繊維径分布がシャープとな
っていること、更に、極細繊維が複数本集束したいわゆ
る繊維束状の繊維が極めて少なく、単糸分散性が著しく
向上していることから、これらによりフィルター性能が
顕著に向上し、しかも不織布の強力までも高めるという
効果も併せて生み出したものと考えられる。極細繊維の
繊維径の分布は必ずしも正規分布になるとは限らない
（特にメルトブロー法で得られた極細繊維は繊維径が大
の方にテーリングした様な分布をもつことが多い）が、
この分布の標準偏差値（σn-1）を測定すると、本発明
でいうMw/Mnが4.0〜6.0のものはσn-1が0.70μｍ以下、
特に0.20〜0.50μｍの範囲にあるのに対し、MW/Mnが本
発明の範囲外のものは、繊維径の標準偏移値σn-1が0.8
0μｍ以上、一般的には1.00μｍ以上となることが見い
出された。なお、MwおよびMnはゲルパーミュエイション
クロマトグラフ（GPC:日本ウォーターズ社製150C）を用
い、ポリスチレンスタンダード換算により求めた。Mw/M
nは分子量分布の尺度であり、Mw/Mnが小さいほど分子量
分布が狭いことを示す。
本発明の不織布を構成するポリプロピレン繊維の平均
繊維径は0.1〜5.0μｍであり、好ましくは0.5〜4.0μ
ｍ、特に好ましくは1.0〜3.5μｍである。0.1μｍ以下
の場合、柔軟であるが繊維強力が低くなり、その結果不
織布強力も低い。また、フィルター性能も逆に低下する
ことが見い出された。これは、単糸分散性が悪化するた
めと考えられる。一方、5.0μｍ以上ではフィルター性
能、柔軟性が著しく低下する。また、この極細繊維は極
めて小さな繊維径を有しているため、繊維の平均長さを
測定することが難しいが、30mm以上、多くの場合100〜5
00mmが好ましい。
繊維径は0.1〜5.0μｍであり、好ましくは0.5〜4.0μ
ｍ、特に好ましくは1.0〜3.5μｍである。0.1μｍ以下
の場合、柔軟であるが繊維強力が低くなり、その結果不
織布強力も低い。また、フィルター性能も逆に低下する
ことが見い出された。これは、単糸分散性が悪化するた
めと考えられる。一方、5.0μｍ以上ではフィルター性
能、柔軟性が著しく低下する。また、この極細繊維は極
めて小さな繊維径を有しているため、繊維の平均長さを
測定することが難しいが、30mm以上、多くの場合100〜5
00mmが好ましい。
本発明のポリプロピレン不織布の目付量は５〜500g/m
2が好ましく、より好ましくは10〜300g/m2である。5g/m
2以下では不織布の強力並びにフィルター性能が低下す
る。一方、500g/m2以上では捕集効率は高いが反面、圧
力損失が高くなるすぎる傾向がある。
2が好ましく、より好ましくは10〜300g/m2である。5g/m
2以下では不織布の強力並びにフィルター性能が低下す
る。一方、500g/m2以上では捕集効率は高いが反面、圧
力損失が高くなるすぎる傾向がある。
また、本発明の不織布の嵩密度は0.05〜0.50g/cm3が
好ましく、特に0.08〜0.30g/cm3が好ましい。0.05g/cm3
以下では不織布の強力が低く、また0.50g/cm3以上では
圧力損失が高くなる。不織布の強力およびフィルター性
能は、不織布の目付量と嵩密度との両方に関連してお
り、目付量５〜500g/m2、嵩密度0.05〜0.50g/cm3の両方
を満たすと更に優れた効果が得られる。
好ましく、特に0.08〜0.30g/cm3が好ましい。0.05g/cm3
以下では不織布の強力が低く、また0.50g/cm3以上では
圧力損失が高くなる。不織布の強力およびフィルター性
能は、不織布の目付量と嵩密度との両方に関連してお
り、目付量５〜500g/m2、嵩密度0.05〜0.50g/cm3の両方
を満たすと更に優れた効果が得られる。
本発明の不織布は、極細繊維が単繊維状にランダムに
分散していることがフィルター性能を著しく高めるので
更に好ましい。また、本発明の不織布はポリプロピレン
繊維単独であるのが好ましいが、異素材の繊維や粉体等
が混合されてあってもよい。
分散していることがフィルター性能を著しく高めるので
更に好ましい。また、本発明の不織布はポリプロピレン
繊維単独であるのが好ましいが、異素材の繊維や粉体等
が混合されてあってもよい。
本発明の極細繊維不織布を得るのには特にメルトブロ
ー法を用いると好ましい。以下本発明のメルトブロー法
の一例を説明する。
ー法を用いると好ましい。以下本発明のメルトブロー法
の一例を説明する。
ポリプロピレン重合体を押出機により溶融してダイに
送り込み、ノズルに設けた一列に並んだ多数の紡糸オリ
フィスから押出す。溶融ポリマーはポリマー流路を経て
オリフィスから押出される。それと同時に、ガス導入口
を経て供給された加熱された高速のガスをガスヘッダー
を経て、オリフィスの両側に設けられたスリットから噴
射させ、押出された溶融ポリマーの流れに吹き当てる。
ガスヘッダーおよび噴射スリットはノズルとリップとの
間に設けることができる。その高速気流の作用により押
出された溶融ポリマーを極細繊維の形状にけん引、細化
し、固化させる。このようにして形成された極細繊維
は、１対の回転ローラーの間で循環しているスクリーン
（コレクター）上に堆積されてランダムウェブを形成す
る。ガスとしては、スチーム、空気などが好適であり、
ガス条件としては、温度300〜400℃、好ましくは320〜3
80℃、圧力は1.0kg/cm2G以上、好ましくは1.5〜5.0kg/c
m2Gである。押出機温度は170〜300℃、好ましくは190〜
280℃、ダイ温度は190〜340℃、好ましくは200〜330℃
である。
送り込み、ノズルに設けた一列に並んだ多数の紡糸オリ
フィスから押出す。溶融ポリマーはポリマー流路を経て
オリフィスから押出される。それと同時に、ガス導入口
を経て供給された加熱された高速のガスをガスヘッダー
を経て、オリフィスの両側に設けられたスリットから噴
射させ、押出された溶融ポリマーの流れに吹き当てる。
ガスヘッダーおよび噴射スリットはノズルとリップとの
間に設けることができる。その高速気流の作用により押
出された溶融ポリマーを極細繊維の形状にけん引、細化
し、固化させる。このようにして形成された極細繊維
は、１対の回転ローラーの間で循環しているスクリーン
（コレクター）上に堆積されてランダムウェブを形成す
る。ガスとしては、スチーム、空気などが好適であり、
ガス条件としては、温度300〜400℃、好ましくは320〜3
80℃、圧力は1.0kg/cm2G以上、好ましくは1.5〜5.0kg/c
m2Gである。押出機温度は170〜300℃、好ましくは190〜
280℃、ダイ温度は190〜340℃、好ましくは200〜330℃
である。
本明細書でいうポリマー玉とは、ウェブ構成繊維の直
径の数倍〜500倍程度の直径を有する玉状ポリマーまた
は繊維の端部や中間部に生成したコブ状ポリマーのこと
である。このポリマー玉は極めて小さく肉眼で見出すこ
とができないものが多い。顕微鏡を用いて観察するか、
または、ウェブをそのまま、もしくはウェブをプレス、
カレンダー、交絡処理その他の手段によって繊維密度を
高めることによって検知が容易となる。このポリマー玉
が多く存在すると、用途が大きく制限され、特に高性能
フィルターやバッテリセパレーター用としては用いられ
なくなる。
径の数倍〜500倍程度の直径を有する玉状ポリマーまた
は繊維の端部や中間部に生成したコブ状ポリマーのこと
である。このポリマー玉は極めて小さく肉眼で見出すこ
とができないものが多い。顕微鏡を用いて観察するか、
または、ウェブをそのまま、もしくはウェブをプレス、
カレンダー、交絡処理その他の手段によって繊維密度を
高めることによって検知が容易となる。このポリマー玉
が多く存在すると、用途が大きく制限され、特に高性能
フィルターやバッテリセパレーター用としては用いられ
なくなる。
本発明で用いられるポリプロピレン樹脂は、温度230
℃、荷重2,160gにおけるメルトインデックス（MFR）が7
0〜500g/10分の範囲にあることが好ましく、特に100〜3
00g/10分であることが最も好適である。メルトインデッ
クスはポリマーの溶融粘度、重合度の指標として用いら
れる。また、本発明で使用するポリプロピレン樹脂の分
子量分布は特に限定されるものではないが、Mw/Mnが3.0
〜7.0、特に4.0〜6.0のものがブロー性の面で好まし
い。この様なポリプロピレン樹脂を用いると、本発明の
重量平均分子量（Mw）、分子量分布（Mw/Mn）をもち、
平均繊維径が0.1〜5.0μｍであり、ポリマー玉のない良
質な極細繊維ウェブを容易に得ることが出来る。
℃、荷重2,160gにおけるメルトインデックス（MFR）が7
0〜500g/10分の範囲にあることが好ましく、特に100〜3
00g/10分であることが最も好適である。メルトインデッ
クスはポリマーの溶融粘度、重合度の指標として用いら
れる。また、本発明で使用するポリプロピレン樹脂の分
子量分布は特に限定されるものではないが、Mw/Mnが3.0
〜7.0、特に4.0〜6.0のものがブロー性の面で好まし
い。この様なポリプロピレン樹脂を用いると、本発明の
重量平均分子量（Mw）、分子量分布（Mw/Mn）をもち、
平均繊維径が0.1〜5.0μｍであり、ポリマー玉のない良
質な極細繊維ウェブを容易に得ることが出来る。
上述のような高いメルトインデックスを有するポリプ
ロピレン樹脂は、重合法によって製造することも可能で
あるが、ポリプロピレン樹脂に分子量低減剤を添加し適
当な温度に加熱して分子量を減少させる方法によって製
造するのが便利である。
ロピレン樹脂は、重合法によって製造することも可能で
あるが、ポリプロピレン樹脂に分子量低減剤を添加し適
当な温度に加熱して分子量を減少させる方法によって製
造するのが便利である。
分子量低減剤としては、有機過酸化物錫化合物、硫黄
化合物等が知られている。具体的には、有機過酸化物と
しては、2,5−ジメチル−2,5−ｔブチルパーオキシヘキ
サン、2,5−ジメチル−2,5−ｔブチルパーオキシヘキセ
ン−３、ビス（１−ｔブチルパーオキシ−１−メチルエ
チル）ベンゼンジクミルパーオキサイドなどのジアルキ
ルパーオキサイド類、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ
ハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオ
キサイドなどのハイドロパーオキサイド類及びケトンパ
ーオキサイド類、パーオキシエステル類の中の100℃に
おける半減期が10時間をこえるものなどが適当である。
錫化合物としては、（C4H9）Sn（OOC・C11H28）３、（C
4H9）2Sn（OOC・C11H28）２、（C6H5）2Sn（OOC・C11H
23）２など一般式Rl Sn（OOCR′）ｍ（但し、Ｒ及び
Ｒ′はC1〜C18のアルキル基、アリール基、シクロヘキ
シル基であり、ｌ＝1,2,3、ｍ＝1,2,3でｌ＋ｍ＝４であ
る）で表わされる化合物が適当である。硫黄化合物とし
ては、ジベンゾチアゾルジスルフイド、２−メルカプト
ベンゾチアゾール亜鉛塩および銅塩、シクロヘキシルベ
ンゾチアジルスルフエンアミド等の２−メルカプトベン
ゾチアゾール類等が適当である。分子量低減剤の使用量
はポリプロピレン樹脂に対し0.01〜0.5重量％が好まし
く、この程度の分子量低減剤を配合して180℃〜300℃の
温度に加熱すればポリプロピレン樹脂の分子量は所望程
度まで低減する。
化合物等が知られている。具体的には、有機過酸化物と
しては、2,5−ジメチル−2,5−ｔブチルパーオキシヘキ
サン、2,5−ジメチル−2,5−ｔブチルパーオキシヘキセ
ン−３、ビス（１−ｔブチルパーオキシ−１−メチルエ
チル）ベンゼンジクミルパーオキサイドなどのジアルキ
ルパーオキサイド類、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ
ハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオ
キサイドなどのハイドロパーオキサイド類及びケトンパ
ーオキサイド類、パーオキシエステル類の中の100℃に
おける半減期が10時間をこえるものなどが適当である。
錫化合物としては、（C4H9）Sn（OOC・C11H28）３、（C
4H9）2Sn（OOC・C11H28）２、（C6H5）2Sn（OOC・C11H
23）２など一般式Rl Sn（OOCR′）ｍ（但し、Ｒ及び
Ｒ′はC1〜C18のアルキル基、アリール基、シクロヘキ
シル基であり、ｌ＝1,2,3、ｍ＝1,2,3でｌ＋ｍ＝４であ
る）で表わされる化合物が適当である。硫黄化合物とし
ては、ジベンゾチアゾルジスルフイド、２−メルカプト
ベンゾチアゾール亜鉛塩および銅塩、シクロヘキシルベ
ンゾチアジルスルフエンアミド等の２−メルカプトベン
ゾチアゾール類等が適当である。分子量低減剤の使用量
はポリプロピレン樹脂に対し0.01〜0.5重量％が好まし
く、この程度の分子量低減剤を配合して180℃〜300℃の
温度に加熱すればポリプロピレン樹脂の分子量は所望程
度まで低減する。
ポリプロピレンは、プロピレンの単独結晶性重合体が
紡糸性等ですぐれるが、エチレン等他のオレフインを１
モル％以下含む共重合体も使用できる。
紡糸性等ですぐれるが、エチレン等他のオレフインを１
モル％以下含む共重合体も使用できる。
本発明において示差走査熱量計（DSC）で得られる溶
融状態から10℃／分の速度で冷却した時の結晶化開始温
度が120℃以上であるポリプロピレン樹脂を用いると更
に良い結果が得られる。通常のポリプロピレン樹脂の結
晶化開始温度は115℃近辺であり、結晶化開始温度を120
℃以上のポリプロピレン樹脂は、いわゆる結晶核剤と称
される無機、有機化合物をポリプロピレン樹脂に対して
0.05〜0.5重量パーセント程度添加することによって容
易に得られる。代表的な結晶核剤としては、シリカ等の
無機物の微粉末、脂肪族および芳香族のジカルボン酸及
びこれらの無水物およびそれらの金属塩、ベンズアルデ
ヒドおよびその環置換体と５価以上の多価アルコールの
縮合物等を用いることができる。
融状態から10℃／分の速度で冷却した時の結晶化開始温
度が120℃以上であるポリプロピレン樹脂を用いると更
に良い結果が得られる。通常のポリプロピレン樹脂の結
晶化開始温度は115℃近辺であり、結晶化開始温度を120
℃以上のポリプロピレン樹脂は、いわゆる結晶核剤と称
される無機、有機化合物をポリプロピレン樹脂に対して
0.05〜0.5重量パーセント程度添加することによって容
易に得られる。代表的な結晶核剤としては、シリカ等の
無機物の微粉末、脂肪族および芳香族のジカルボン酸及
びこれらの無水物およびそれらの金属塩、ベンズアルデ
ヒドおよびその環置換体と５価以上の多価アルコールの
縮合物等を用いることができる。
結晶化開始温度が120℃以上であるポリプロピレン樹
脂は、この温度が115℃近辺である通常のポリプロピレ
ン樹脂に比べて、得られるウェブを構成する極細繊維相
互の熱融着が実質的に全く起らず極めてフィルター性能
が高くしかも柔軟なウェブが得られるので好ましい。
脂は、この温度が115℃近辺である通常のポリプロピレ
ン樹脂に比べて、得られるウェブを構成する極細繊維相
互の熱融着が実質的に全く起らず極めてフィルター性能
が高くしかも柔軟なウェブが得られるので好ましい。
本発明のメルトブロー法で得られたウェブは適度な強
力を有しているためそのままでフィルター材等に用いる
ことが出来るが、プレスして嵩密度、強力を高めること
もできる。また必要により、熱プレスやエンボス加工、
超音波結合等を行うことが出来る。また、コロナ放電法
などによりエレクトレット化することによりフィルター
性能を高めることも可能である。
力を有しているためそのままでフィルター材等に用いる
ことが出来るが、プレスして嵩密度、強力を高めること
もできる。また必要により、熱プレスやエンボス加工、
超音波結合等を行うことが出来る。また、コロナ放電法
などによりエレクトレット化することによりフィルター
性能を高めることも可能である。
以下実施例にて本発明を更に説明するが、本発明がこ
れら実施例によって限定されるものではない。
れら実施例によって限定されるものではない。
実施例の説明に先立ち、以下の説明中に用いられる物
性値の測定方法を下記に示す。
性値の測定方法を下記に示す。
◎見かけ密度（g/cm3）:130g/cm2の一定荷重下で厚みを
測定して目付量との計算により求めた値である。
測定して目付量との計算により求めた値である。
◎引張り強度（g/cm）：長さ20cm×幅1cmのサンプルを
取り、把持長1cmとしてテンシロンにより伸長切断し、
その時の最大強力を求める。
取り、把持長1cmとしてテンシロンにより伸長切断し、
その時の最大強力を求める。
◎平均繊維径（μｍ）、標準偏差（μｍ） サンプルの任意な10箇所を電子顕微鏡で倍率2000倍で
５枚の写真撮影を行う。１枚の写真につき任意の10本の
繊維の直径を測定し、これを10枚の写真について行う。
合計50本の繊維径測定値を求め平均値（）および標準
偏差（σn-1）を計算する。
５枚の写真撮影を行う。１枚の写真につき任意の10本の
繊維の直径を測定し、これを10枚の写真について行う。
合計50本の繊維径測定値を求め平均値（）および標準
偏差（σn-1）を計算する。
◎捕集効率・圧力損失 JIS Z−8901試験用ダスト13種Ｂ法の0.3μｍ平均のス
テアリング酸エアゾルのダスト捕集効率測定及び圧力損
失測定法により測定した。
テアリング酸エアゾルのダスト捕集効率測定及び圧力損
失測定法により測定した。
実施例1. 温度230℃、荷重2,160gにおけるメルトインデックス1
0g/10分（ASTM D 1238に準じて測定）のポリプロピレン
・パウダーにビス（１−ｔ−ブチルパーオキシ−１−メ
チルエチル）ベンゼン0.07重量パーセント、および、ジ
−ベンジリデンソルビトール0.2重量パーセントを添加
して均一に混合したのち、加熱した押出機を通過させる
ことにより、メルトインデックス206g/10分、DSCにおい
て溶融状態から10℃／分の速度で冷却した時の結晶化開
始温度が125℃、融点が165℃のポリプロピレン・ペレッ
トを得た。このようにして得たポリプロピレン樹脂を押
出機に投入して加熱溶融し、次の条件でメルトブローし
た。ダイに設けられたノズルに1mmピッチで0.3mmφのオ
リフィスが１列で1,500個並んでおり、このオリフィス
から溶融ポリマーを吐出量0.2g/分／オリフィスで吐出
させた。このオリフィスの両側のスリットから加熱蒸気
を噴射して吹当て、溶融ポリマーをけん引細化し、移動
するネットコンベア上にこの繊維群を捕集し、プレス後
1.5m巾、目付80g/m2、嵩密度0.14g/cm3のウェブとし
た。押出機温度は210℃、ダイ温度290℃、ガス温度は37
0℃、ガス圧力は2.5kg/cm2Gであった。得られたウェブ
の平均繊維径は1.4μｍ、σn-1は0.28μｍであり、ポリ
マー玉を全く含まない柔軟で良質なものであった。極細
繊維のMwは6.5×104、Mw/Mnは4.8であり、このウェブの
捕集効率は96％、圧力損失は13mmH2Oと優れたものであ
り、引張強度は430g/cmであった。
0g/10分（ASTM D 1238に準じて測定）のポリプロピレン
・パウダーにビス（１−ｔ−ブチルパーオキシ−１−メ
チルエチル）ベンゼン0.07重量パーセント、および、ジ
−ベンジリデンソルビトール0.2重量パーセントを添加
して均一に混合したのち、加熱した押出機を通過させる
ことにより、メルトインデックス206g/10分、DSCにおい
て溶融状態から10℃／分の速度で冷却した時の結晶化開
始温度が125℃、融点が165℃のポリプロピレン・ペレッ
トを得た。このようにして得たポリプロピレン樹脂を押
出機に投入して加熱溶融し、次の条件でメルトブローし
た。ダイに設けられたノズルに1mmピッチで0.3mmφのオ
リフィスが１列で1,500個並んでおり、このオリフィス
から溶融ポリマーを吐出量0.2g/分／オリフィスで吐出
させた。このオリフィスの両側のスリットから加熱蒸気
を噴射して吹当て、溶融ポリマーをけん引細化し、移動
するネットコンベア上にこの繊維群を捕集し、プレス後
1.5m巾、目付80g/m2、嵩密度0.14g/cm3のウェブとし
た。押出機温度は210℃、ダイ温度290℃、ガス温度は37
0℃、ガス圧力は2.5kg/cm2Gであった。得られたウェブ
の平均繊維径は1.4μｍ、σn-1は0.28μｍであり、ポリ
マー玉を全く含まない柔軟で良質なものであった。極細
繊維のMwは6.5×104、Mw/Mnは4.8であり、このウェブの
捕集効率は96％、圧力損失は13mmH2Oと優れたものであ
り、引張強度は430g/cmであった。
実施例2. 実施例１のビス（１−ｔ−ブチルパーオキシ−１−メ
チルエチル）ベンゼンの添加量を種々変え他は実施例１
と同様にして、メルトインデックスおよび分子量分布の
異なる種々のポリプロピレンペレットを得た。この樹脂
を用いて、ブローガス温度と圧力を種々変え、他は実施
例１と同様にしてメルトブローして表１に示す平均分子
量を有する極細繊維ウェブを得た。なお、ウェブの目付
量は100g/m2、嵩密度は0.13g/cm3、平均繊維径は2.0μ
ｍであった。この結果を表１に示す。
チルエチル）ベンゼンの添加量を種々変え他は実施例１
と同様にして、メルトインデックスおよび分子量分布の
異なる種々のポリプロピレンペレットを得た。この樹脂
を用いて、ブローガス温度と圧力を種々変え、他は実施
例１と同様にしてメルトブローして表１に示す平均分子
量を有する極細繊維ウェブを得た。なお、ウェブの目付
量は100g/m2、嵩密度は0.13g/cm3、平均繊維径は2.0μ
ｍであった。この結果を表１に示す。
表１から明らかなように、本発明の平均分子量の範囲
が、フィルター性能、引張り強度ともに優れたポリマー
玉のない良質なウェブが得られることが判る。
が、フィルター性能、引張り強度ともに優れたポリマー
玉のない良質なウェブが得られることが判る。
実施例3. 実施例１のポリプロピレン・ペレットを用い、ブロー
ガス温度、圧力を種々変えて平均繊維径の異なるウェブ
を得た。他の条件は実施例１と同様にした。この結果を
表２に示す。尚、ウェブの目付量は50g/m2で嵩密度は0.
20g/cm3であった。また、極細繊維のMwは6.8〜7.7×1
04、Mw/Mnは4.5〜5.5の範囲であった。
ガス温度、圧力を種々変えて平均繊維径の異なるウェブ
を得た。他の条件は実施例１と同様にした。この結果を
表２に示す。尚、ウェブの目付量は50g/m2で嵩密度は0.
20g/cm3であった。また、極細繊維のMwは6.8〜7.7×1
04、Mw/Mnは4.5〜5.5の範囲であった。
表２から明らかなように、本発明の平均繊維径の範囲
の極細繊維ウェブがフィルター性能、引張強度とともに
優れていることが判る。
の極細繊維ウェブがフィルター性能、引張強度とともに
優れていることが判る。
比較例1. 温度230℃、荷重2,160gにおけるメルトインデックス1
0g/10分のポリプロピレン樹脂を実施例１と同様にして
メルトブローして、目付量80g/m2、嵩密度0.15g/cm3の
ウェブを得た。このウェブの平均繊維径は5.5μｍ、σ
n-1は2.02μｍ、しかもポリマー玉が多発した不良なも
のであった。この繊維のMwは11×104、Mw/Mnは6.7であ
り、ウェブの捕集効率は58％、圧力損失は4mm H2Oと不
良であった。
0g/10分のポリプロピレン樹脂を実施例１と同様にして
メルトブローして、目付量80g/m2、嵩密度0.15g/cm3の
ウェブを得た。このウェブの平均繊維径は5.5μｍ、σ
n-1は2.02μｍ、しかもポリマー玉が多発した不良なも
のであった。この繊維のMwは11×104、Mw/Mnは6.7であ
り、ウェブの捕集効率は58％、圧力損失は4mm H2Oと不
良であった。
比較例2. 比較例１で用いたポリプロピレン樹脂を押出機温度35
0℃、ダイ温度350℃として、ポリプロピレン樹脂を熱劣
化させ、他の条件は実施例１と同条件にしてメルトブロ
ーした。
0℃、ダイ温度350℃として、ポリプロピレン樹脂を熱劣
化させ、他の条件は実施例１と同条件にしてメルトブロ
ーした。
このウェブの平均繊維径は2.5μｍ、σn-1は1.30μｍ
であり、しかもポリマー玉の発生の多いものであった。
であり、しかもポリマー玉の発生の多いものであった。
この繊維のMwは6.5×104、Mw/Mnは3.4であり、ウェブ
の捕集効率は74％、圧力損失は7mm H2Oと不良であっ
た。
の捕集効率は74％、圧力損失は7mm H2Oと不良であっ
た。
本発明のポリプロピレン極細繊維不織布は、極細繊維
の平均繊維径が0.1〜5.0μｍと極めて細く、しかも、極
細繊維の分子量分布が小さい範囲にある不織布であるた
め、ポリマー玉がなく、極細繊維の繊維径分布がシャー
プであり、単糸分散性の優れたものが得られ、フィルタ
ー性能（特に捕集効率）が著しく高いものが得られた。
更には、極細繊維の平均分子量も適正な範囲を見い出
し、これにより優れた強力をもったポリマー玉のない良
質な不織布が得られると同時に、フィルター性能を更に
高めることが出来たものである。
の平均繊維径が0.1〜5.0μｍと極めて細く、しかも、極
細繊維の分子量分布が小さい範囲にある不織布であるた
め、ポリマー玉がなく、極細繊維の繊維径分布がシャー
プであり、単糸分散性の優れたものが得られ、フィルタ
ー性能（特に捕集効率）が著しく高いものが得られた。
更には、極細繊維の平均分子量も適正な範囲を見い出
し、これにより優れた強力をもったポリマー玉のない良
質な不織布が得られると同時に、フィルター性能を更に
高めることが出来たものである。
本発明の不織布は、特に高性能フィルター材として好
適ではあるが、バッテリセパレーター、衛生材、ワイパ
ー、建材等の産業資材用、断熱衣、防塵衣等の衣料等の
種々の用途に適したものである。
適ではあるが、バッテリセパレーター、衛生材、ワイパ
ー、建材等の産業資材用、断熱衣、防塵衣等の衣料等の
種々の用途に適したものである。
Claims (1)
- 【請求項１】平均繊維径が0.1〜5.0μｍ、平均分子量が
下記の一般式の範囲にあるポリプロピレン極細繊維から
なるポリプロピレン極細繊維不織布。 一般式： 5.0×104Mw9.0×104 4.0Mw/Mn6.0 （但し、上式中Mwは重量平均分子量、Mnは数平均分子量
を示す）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62312029A JP2543548B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ポリプロピレン極細繊維不織布 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62312029A JP2543548B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ポリプロピレン極細繊維不織布 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01156561A JPH01156561A (ja) | 1989-06-20 |
| JP2543548B2 true JP2543548B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=18024364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62312029A Expired - Lifetime JP2543548B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ポリプロピレン極細繊維不織布 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543548B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095973A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 東レ株式会社 | メルトブロー不織布 |
| US11759977B2 (en) | 2018-11-06 | 2023-09-19 | Lg Chem, Ltd. | Polypropylene resin pellet and method for preparing the same |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3261728B2 (ja) * | 1992-02-18 | 2002-03-04 | チッソ株式会社 | 熱接着性繊維シート |
| US8395016B2 (en) | 2003-06-30 | 2013-03-12 | The Procter & Gamble Company | Articles containing nanofibers produced from low melt flow rate polymers |
| US8487156B2 (en) | 2003-06-30 | 2013-07-16 | The Procter & Gamble Company | Hygiene articles containing nanofibers |
| ES2432041T3 (es) | 2004-04-19 | 2013-11-29 | The Procter & Gamble Company | Fibras, materiales no tejidos y artículos que contienen nanofibras producidas a partir de polímeros de amplia distribución de pesos moleculares |
| US7666343B2 (en) * | 2006-10-18 | 2010-02-23 | Polymer Group, Inc. | Process and apparatus for producing sub-micron fibers, and nonwovens and articles containing same |
| DK3169729T3 (da) * | 2014-07-15 | 2019-11-04 | Borealis Ag | Nukleerede phtahlat-frie PP-homopolymerer til smelteblæste fibre |
| JP7167432B2 (ja) * | 2017-11-27 | 2022-11-09 | 東レ株式会社 | エレクトレット繊維シートおよびその製造方法 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62312029A patent/JP2543548B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095973A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 東レ株式会社 | メルトブロー不織布 |
| US11154803B2 (en) * | 2016-12-08 | 2021-10-26 | Toray Industries, Inc. | Electret fiber sheet |
| US11759977B2 (en) | 2018-11-06 | 2023-09-19 | Lg Chem, Ltd. | Polypropylene resin pellet and method for preparing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01156561A (ja) | 1989-06-20 |
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