JP6623821B2 - メルトブロー不織布積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで本発明の目的は、熱収縮の大きいメルトブロー不織布でもあらかじめ熱処理を施す必要がなく、優れた加工性で積層できるメルトブロー不織布積層体の製造方法を提供することにある。
(1)メルトフローレート(MFR)(g/10分):
ポリフェニレンスルフィド樹脂のMFRは、ASTM D1238−70に準じて、測定温度が315.5℃で、測定荷重が5kgの条件で3回測定し、その平均値をMFRとした。
ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度IVは、次の方法で3回測定し、その平均値をとった。オルソクロロフェノール100mlに対し試料8gを溶解し、温度25℃においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηrを、下記式により求めた。
・ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
ここで、ηはポリマー溶液の粘度、η0はオルソクロロフェノールの粘度、tは溶液の落下時間(秒)、dは溶液の密度(g/cm3)、 t0はオルソクロロフェノールの落下時間(秒)、d0はオルソクロロフェノールの密度(g/cm3)を、それぞれ表す。
次いで、上記の相対粘度ηrから、下記式により固有粘度IVを算出した。
・IV=0.0242ηr+0.2634。
使用した熱可塑性樹脂の融点は、示差走査熱量計(TA Instruments社製Q100)を用いて、次の条件で3回測定し、吸熱ピーク頂点温度の平均値を算出して、測定対象の融点とした。繊維形成前の熱可塑性樹脂において吸熱ピークが複数存在する場合は、最も高温側のピーク頂点温度とする。また、繊維を測定対象とする場合には、同様に測定し、複数の吸熱ピークから各成分の融点を推定することができる。
・測定雰囲気:窒素流(150ml/分)
・温度範囲 :30〜350℃
・昇温速度 :20℃/分
・試料量 :5mg。
コンベアベルト上に捕集した不織ウェブ(メルトブロー不織布)からランダムに小片サンプル10個を採取し、マイクロスコープで1000〜2000倍で表面写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維の幅を測定し、その平均値を算出した。単繊維の幅平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して繊維径とした。
JIS L1913(2010年版)6.2「単位面積当たりの質量」に基づき、9cm×50cmの試験片を、試料の幅1m当たり3枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量(g)を量り、その平均値を1m2当たりの質量(g/m2)で表した。
JIS L1906(2000年版)5.1に準じて、直径10mmの加圧子を使用し、荷重10kPaで不織布およびコンベアベルトの幅方向等間隔に10点の厚さを0.01mm単位で測定し、その平均値の小数点以下第三位を四捨五入した。
不織布の目付を厚さで除して、見掛け密度を求めた。
ベック平滑度試験機を用い、JIS P8119(1998年版)に準じて、コンベアベルトのメルトブロー不織布接触面について、幅方向等間隔に10点の測定を実施し、その平均値の小数点以下第二位を四捨五入した値をベック平滑度とした。
JIS L1913(2010年)フラジール形法に準じて、15cm角にカットした繊維シート10枚を、テクステスト社製の通気性試験機FX3300を用いて、試験圧力125Paで測定した。得られた値の平均値から、小数点以下第二位を四捨五入して通気量とした。
JIS L1913(2010年版)6.10.3に準じて、恒温乾燥機内の温度を200℃とし、熱処理時間を10分間とし、3箇所で測定を行った。得られた値の平均値から、小数点以下第一位を四捨五入して乾熱収縮率とした。
積層後のメルトブロー不織布積層体について、メルトブロー不織布同士の接着性を比較した。表1では、手で各層に剥離することができないレベルにまで十分接着されている場合は「○」、端部や一部のみが剥離する場合は「△」、各層に容易に分離できる場合は「×」で表記し、「○」を合格とした。
10cm×10cmの不織布を3個採取して、各試料を黒色画用紙が背景となるように重ね合わせ、スキャナ(EPSON社製GT−X750)にセットし、1200dpiの解像度でイメージスキャナにより読み込む。さらに、読み込んだ画像ファイルを画像処理ソフト(AT−Image Ver.3.2)により、輝度平均値を数値化し、その標準偏差から変動係数を求め、小数点以下第二位を四捨五入した。
(紡糸とシート化)
MFRが600g/10分で、融点が281℃のポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂を、窒素雰囲気中で150℃の温度で24時間乾燥して用いた。このポリフェニレンスルフィド樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が310℃で、孔径(直径)φが0.40mmの紡糸口金から単孔吐出量0.23g/分で紡出し、これに空気加熱器で加熱した325℃の温度の圧縮空気を圧力0.15MPaで吹き当てて、上記の紡糸口金からの距離100mmの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集して、目付が25g/m2で、厚さが0.12mmで、見掛け密度が0.21g/cm3のメルトブロー不織布を得た。得られた不織ウェブを構成する繊維の平均繊維径は2.8μmであり、1時間の紡糸においてショット(ポリマー塊状物)の発生はなく、紡糸性は良好であった。
ガラス繊維を芯材として編み込んだ“テフロン”(登録商標)樹脂ベルトからなり、ベルトの厚さが0.31mmで、ベルト表面のベック平滑度が2.6秒の2組のベルトコンベアを、ベルト間のクリアランスが0となるように上下に配置した。採取したメルトブロー不織布を、捕集コンベアの面と反対側の面を2枚重ね合わせ、このベルトコンベア間に通し、全面把持した状態で速度2m/分で搬送し、上下のベルト表面の温度を140℃に加熱した長さ1mの熱処理ゾーンを通過させて30秒間加熱した。得られたメルトブロー不織布積層体の厚さは0.15mmで、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。また、波打ち発生等の、品位の悪化は見られなかった。
熱処理積層後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.35g/cm3であり、通気量は11.3cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は2.84%であった。結果を表1に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、ベルトコンベアの搬送速度を調整し、目付が49gで、厚さが0.18mmで、見掛け密度が0.27g/cm3のメルトブロー不織布を得た。
実施例1と同じ条件で、熱処理積層加工を実施した。熱処理後のメルトブロー不織布積層体の厚さは0.31mmで、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。また、波打ち発生等の品位の悪化は見られなかった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.33g/cm3であり、通気量は5.7cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は2.15%であった。結果を表1に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、ベルトコンベアの搬送速度を調整し、目付が120gで、厚さが0.56mmで、見掛け密度が0.22g/cm3のメルトブロー不織布を得た。
採取したメルトブロー不織布を、実施例1と同じ条件で熱処理積層加工した。熱処理後のメルトブロー不織布積層体の厚さは0.79mmであり、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。また、波打ち発生等の、品位の悪化は見られなかった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.31g/cm3であり、通気量は2.5cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は1.87%であった。結果を表1に示す。
[実施例4]
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、メルトブロー不織布を得た。
(不織布の熱処理積層)
メルトブロー不織布を4枚重ね合わせ熱処理したこと以外は、実施例1と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布積層体の厚さは0.63mmであり、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。また、波打ち発生等の、品位の悪化は見られなかった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.33g/cm3であり、通気量は6.7cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は1.85%であった。結果を表1に示す。
[実施例5]
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、メルトブロー不織布を得た。
実施例1と同じベルトコンベアを使用し、搬送速度を10m/分とし、6秒間熱処理し熱処理積層加工した。熱処理後のメルトブロー不織布積層体の厚さは0.11mmであり、実施例1で得られたメルトブロー不織布よりも厚みが減少しており、地合はわずかに劣るものであった。また、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.46g/cm3であり、通気量は8.6cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は3.04%であった。結果を表1に示す。
(紡糸とシート化)
固有粘度がIV0.51で、融点が260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂を、窒素雰囲気中で150℃の温度で24時間乾燥して用いた。このポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機で溶融し、紡糸温度が300℃で、孔径(直径)φが0.40mmの紡糸口金から単孔吐出量0.23g/分で紡出し、空気加熱器で加熱した320℃の温度の圧縮空気を圧力0.15MPaで吹き当てて、上記の紡糸口金からの距離150mmの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集して、目付が25g/m2で、厚さが0.12mmで、見掛け密度が0.23g/cm3のメルトブロー不織布を得た。
採取したメルトブロー不織布を、実施例1と同じ条件で熱処理積層加工した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは0.23mmであり、上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であった。また、波打ち発生等の、品位の悪化は見られなかった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.23g/cm3であり、通気量は8.8cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は2.55%であった。結果を表1に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、不織ウェブを製布した。
メルトブロー不織布を単層で熱処理したこと以外は、実施例1と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の厚さは0.10mmであり、また、波打ち発生等の、品位の悪化は見られなかった。
熱処理後のメルトブロー不織布の見掛け密度は0.27g/cm3であり、通気量は26.2cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は4.62%であった。結果を表2に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、不織ウェブを製布した。
熱処理温度を110℃としたこと以外は、実施例1と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布の上下層は強固に接着しており、手で分離することは不可能であったが、厚みが0.07mmまで減少しており、部分的にフイルム化が発生し、品位が悪化していた。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.76g/cm3であり、通気量は0.4cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は80%であり、透過高輝度変動係数は4.02%であった。結果を表2に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、不織ウェブを製布した。
ベルト間のクリアランスを1mmとしたこと以外は、実施例1と同じ条件で熱処理した。熱処理後のメルトブロー不織布積層体は大きく収縮し品位が悪化しており、シート全体に波打ちが発生し、物性の測定は困難であった。また、各層に容易に分離できるものであった。結果を表2に示す。
(紡糸とシート化)
空気加熱器で加熱した325℃の温度の圧縮空気を圧力0.18MPaで吹き当てて、紡糸口金からの距離90mmの位置にある移動するベルトコンベア上に捕集したこと以外は、実施例1と同じ条件で、不織ウェブを製布した。得られたメルトブロー不織布は、目付が25g/m2で、厚さが0.11mmで、見掛け密度が0.22g/cm3のメルトブロー不織布であった。得られた不織ウェブを構成する繊維の平均繊維径は4.0μmであり、1時間の紡糸においてショット(ポリマー塊状物)の発生はなく、紡糸性は良好であった。
ピンテンター装置によりメルトブロー不織布両端のみをピンで把持した状態で、速度1m/分で搬送し、温度140℃の熱風を60秒間吹き付け、熱処理を行った。得られた熱処理メルトブロー不織布を非捕集ネット面同士、逆方向に2枚重ね合わせ、上部が金属ロール、下部がペーパーロールであるカレンダーロールを用い、上下のカレンダー温度をそれぞれ150℃と90℃とし、線圧100kg/cmで速度2m/分で熱圧着した。積層後のメルトブロー不織布は、熱圧着されているため、厚さは0.07mmと薄いものであった。
熱処理後のメルトブロー不織布積層体の見掛け密度は0.73g/cm3であり、通気量は0.7cc/cm2/秒であり、乾熱収縮率は0%であり、透過高輝度変動係数は3.32%であった。結果を表2に示す。
(紡糸とシート化)
実施例1と同じ条件で、不織ウェブを製布した。
得られたメルトブロー不織布を、捕集コンベアの面と反対側の面を2枚重ね合わせ、上部が金属ロール、下部がペーパーロールであるカレンダーロールを用い、上下のカレンダー温度をそれぞれ150℃と90℃とし、線圧100kg/cmで速度2m/分で熱圧着した。その結果、メルトブロー不織布積層体がロールに張り付き、加工は困難であった。結果を表2に示す。
表1に示されるように、可とう性を有するベルトからなるベルトコンベアで十分にメルトブロー不織布全面を把持した状態で、加熱積層することにより得られた実施例1〜6のメルトブロー不織布積層体は、波打ち発生等の品位の悪化は見られず、手で剥離できないレベルまで強固に接着し、熱寸法安定性にも優れたものであった。
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂を主成分とするメルトブロー不織布を、二枚以上重ね合わせ、表面が平滑で可とう性を有するベルトからなる2組のベルトコンベアの間に挟み込んで搬送し、搬送路の少なくとも一部に、前記2組のベルトコンベアの一方または両方の表面温度が前記熱可塑性樹脂の冷結晶化温度以上でかつ融点−3℃以下に加熱された熱処理ゾーンを有し、前記熱処理ゾーンで二枚以上重ね合わせた不織布の両面にベルトコンベアが接触して不織布を加熱かつ積層一体化する工程を有することを特徴とするメルトブロー不織布積層体の製造方法。
- ベルトのベック平滑度が0.5秒以上である請求項1記載のメルトブロー不織布積層体の製造方法。
- メルトブロー不織布の搬送速度が0.1〜10m/分である請求項1または2記載の不織布積層体の製造方法。
- 熱処理ゾーンにおけるメルトブロー不織布とベルトコンベアの接触時間が、3秒以上である請求項1〜3のいずれかに記載のメルトブロー不織布積層体の製造方法。
- 熱可塑性樹脂の主成分がポリフェニレンスルフィド樹脂またはポリエステル樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載のメルトブロー不織布積層体の製造方法。
- 積層一体化する前のメルトブロー不織布の見掛け密度が、0.1〜0.4g/cm3である請求項1〜5のいずれかに記載のメルトブロー不織布積層体の製造方法。
- 積層一体化する前のメルトブロー不織布の厚さの合計が、0.01〜2mmである請求項1〜6のいずれかに記載のメルトブロー不織布積層体の製造方法。
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