JP7359327B1 - エレクトレットメルトブロー不織布の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(式中、Wpは、単位幅あたりの単位時間における前記スプレーノズルの水吐出質量であり、Wfは、単位幅あたりの単位時間における前記非導電性重合体の吐出質量である)
で表される水/重合体百分率[%]が、300%以上500%未満である、前記[1]に記載のエレクトレットメルトブロー不織布の製造方法。
(Wp/Wf)X100
(式中、Wpは、単位幅あたりの単位時間におけるスプレーノズルの水吐出質量であり、Wfは、単位幅あたりの単位時間における非導電性重合体の吐出質量である)
で表される水/重合体百分率[%]が、300%以上500%未満であることが望ましい。水/重合体百分率が500%未満であれば、紡糸ポリマーの熱量によって十分に水分が蒸発し、ポリマー吐出量が少ない場合であっても乾燥工程なしに高品質のエレクトレットメルトブロー不織布を得ることができる。一方、水/重合体百分率が300%以上であれば、不織布の帯電量が十分となり、高い捕集効率を発現するエレクトレットメルトブロー不織布を得ることができる。
タテ×ヨコ=15cm×15cmの不織布の質量を3点測定し、それぞれ得られた値を1m2当たりの値に換算し、その平均値をとって目付(g/m2)とした。
不織布の幅方向3点(側端部2点と中央1点)、それを長手方向5cmおきに5点、合計15点から、3mm×3mmの測定サンプルを15個採取し、株式会社キーエンス製「VHX-D500」で倍率を3000倍に調節して、採取した測定サンプルから繊維表面写真を各1枚ずつ、計15枚を撮影した。写真の中の繊維直径(単繊維径)がはっきり確認できる繊維全てについて単繊維径を測定し、それらの算術平均値の小数点以下第2位を四捨五入して得られる値を平均単繊維径(μm)とした。
不織布の任意の5カ所でタテ×ヨコ=15cm×15cmの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図5に示す捕集効率測定装置で測定した。この捕集効率測定装置は、測定サンプルMをセットするサンプルホルダー100の上流側にダスト収納箱200を連結し、下流側に流量計300、流量調整バルブ400、およびブロワ500を連結している。また、サンプルホルダー100にパーティクルカウンター600を設置しており、切替コック700を介して、測定サンプルMの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数とをそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー100は圧力計800を備え、測定サンプルMの上流側と下流側の静圧差を読み取ることができる。
捕集効率(%)=〔1-(Σd/ΣD)〕×100
ただし、
Σd:下流側ダスト個数dの3回測定トータル個数
ΣD:上流側ダスト個数Dの3回測定トータル個数
高捕集の不織布ほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集効率の値は高くなる。
濾過性能の指標となるQF値(Pa-1)は、前記捕集効率(%)および圧力損失(Pa)を用いて以下の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集効率であるほどQF値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す
QF値=-[ln(1-捕集効率(%)/100)]/圧力損失(Pa)。
平均繊維屈曲率は、不織布の幅方向3点(側端部2点と中央1点)、それを長手方向5cmおきに5点、合計15点から、3mm×3mmの測定サンプルを15個採取し、株式会社キーエンス製「VHX-D500」で倍率200倍に調節して、採取した測定サンプルから繊維表面写真を各1枚ずつ、計15枚を撮影した。写真の中で繊維長さが750μm以上あることがはっきりと確認できる繊維全てについて、繊維の両端間の直線距離(L1)と実際の繊維長(L2)をそれぞれ測定してそれぞれの屈曲率(L2/L1)を計算し、それらの算術平均値の小数点以下第3位を四捨五入して得られる値を平均繊維屈曲率(単位なし)とした。繊維が直線的であるほど平均繊維屈曲率は1.00に近くなり、繊維が大きく曲がっているほど平均繊維屈曲率は1より大きくなる。
得られた不織布を目視観察し、水を噴霧しなかった以外は同様にして製作した不織布(非エレクトレット加工品)と比較して、ムラの増減が判断できないものを「良好」、明らかにムラが増加しているものを「不良」とした。
“キマソーブ”(登録商標)944(BASF・ジャパン株式会社製)を1質量%添加したポリプロピレン(MFR=850)を押出機に投入し、図1のようなメルトブロー装置において、紡出糸から水平方向に100mm、口金下120mmの位置に、図2、図3(a)、図4に示す形態のスプレーノズルを設け、水/重合体百分率が657%となるように紡出糸に水を付与し、幅1.2mのメルトブロー不織布を製造した。製造した不織布は水分を含んでいたため、さらに図1に示す乾燥装置6により熱風乾燥させた。
水/重合体百分率を328%に変更した以外は実施例1と同様にしてメルトブロー不織布を製造した。得られた不織布は、紡出糸を捕集ネットで捕集した段階で乾燥していたため、乾燥装置6を用いなかった。
水/重合体百分率を468%に変更した以外は実施例2と同様にしてメルトブロー不織布を製造した。得られた不織布は、紡出糸を捕集ネットで捕集した段階で乾燥していたため、乾燥装置を用いなかった。
スプレーノズル4に代えて、円錐型ノズル(“AKIMist”(登録商標)株式会社いけうち製)を130mm間隔で均等に8本並べた以外は実施例1と同様にして、メルトブロー不織布を製造した。製造した不織布は水分を含んでいたため、さらに図1に示す乾燥装置6により熱風乾燥させた。
スプレーノズル4に代えて、1200mm×0.05mmの水吐出口を単一で有するスリット状のノズル(株式会社いけうち製「スリットノズルPSN」、SUS304製)に変更した以外は実施例1と同様にして、メルトブロー不織布を製造した。しかし、この条件ではスリットノズルが正常に噴霧できる下限水量よりも噴霧する水量が少ないため、水の噴霧が幅方向に不均一であり、幅方向の一部で明らかにノズルから水が噴霧されてない箇所があり、物性の測定は実施できなかった。
スプレーノズル4に代えて、扇状に水を噴霧する単孔型スプレーノズル(スプレーイングシステムスジャパン合同会社製「SU13A-SS」)を130mm間隔で均等に8本並べた以外は実施例1と同様にして、メルトブロー不織布を製造した。製造した不織布は水分を含んでいたため、さらに図1に示す乾燥装置により熱風乾燥させた。
水/重合体百分率を468%に変更した以外は比較例1と同様にしてメルトブロー不織布を製造した。製造した不織布は幅方向で部分的に水分を含んでいる箇所があったため、さらに図1に示す乾燥装置により熱風乾燥させた。
1a 紡糸孔
2 捕集ネット
3 ロール
4 スプレーノズル
4a スプレーノズル先端
5 ローラ
6 乾燥装置
6a 供給口
6b 排気口
11 本体筐体
12 シム
13a、13b 内側ブロック
14a、14b 外側ブロック
15a、15b エア供給口
16 水供給口
17a、17b エアマニホールド
18 水マニホールド
31 水吐出口
33a、33b エア吐出口
100 サンプルホルダー
200 ダスト収納箱
300 流量計
400 流量調整バルブ
500 ブロワ
600 パーティクルカウンター
700 切替コック
800 圧力計
F 紡出糸
W 水
S 不織布
M 測定サンプル
Claims (5)
- 幅方向に複数の紡糸孔を備えた口金から非導電性重合体を溶融紡出し、その紡出糸を下方の捕集装置で捕集してメルトブロー不織布にする際、前記口金から前記捕集装置までの間の紡出糸に、スプレーノズルによって水を噴霧して、前記メルトブロー不織布をエレクトレット化するエレクトレットメルトブロー不織布の製造方法であって、前記スプレーノズルは、前記幅方向に配列された複数の水吐出口と、前記幅方向に亘って連続または間欠で開口するとともに、前記複数の水吐出口を挟むように対向配置された一対のエア吐出口と、を備え、前記複数の水吐出口から吐出された水に前記エア吐出口から吐出されたエアを衝突させることにより、前記紡出糸に水を噴霧する、エレクトレットメルトブロー不織布の製造方法。
- 式:(Wp/Wf)×100
(式中、Wpは、単位幅あたりの単位時間における前記スプレーノズルの水吐出質量であり、Wfは、単位幅あたりの単位時間における前記非導電性重合体の吐出質量である)
で表される水/重合体百分率[%]が、300%以上500%未満である、請求項1に記載のエレクトレットメルトブロー不織布の製造方法。 - 前記スプレーノズルから前記紡出糸までの水平方向の距離が50mm以上、150mm以下である、請求項1または2に記載のエレクトレットメルトブロー不織布の製造方法。
- 前記スプレーノズルは、前記紡出糸から見て、前記捕集装置に捕集された前記エレクトレットメルトブロー不織布の搬送方向側にのみ備える、請求項1または2に記載のエレクトレットメルトブロー不織布の製造方法。
- 幅方向に複数の紡糸孔を備えた非導電性重合体の紡出手段、前記紡出手段から吐出される紡出糸への水噴霧手段、および前記紡出糸を捕集するシート化手段、を備えたエレクトレットメルトブロー不織布の製造装置であって、前記水噴霧手段は、前記幅方向に配列された複数の水吐出口と、前記幅方向に亘って連続または間欠で開口するとともに、前記水吐出口を挟むように配置された一対のエア吐出口と、を備え、前記複数の水吐出口から吐出された水に前記エア吐出口から吐出されたエアを衝突させるスプレーノズルである、エレクトレットメルトブロー不織布の製造装置。
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