JPH0359158A - 均繊度の良好な不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は均繊度の良好な不織布、さらに、ｉｙ　Ｌ　＜
は極細繊維より成るメルトブロー不織布に関する。

（従来の技術） メルトブロー法により製造される不織布（以下「メルト
ブロー不織布」という。）は、特公昭４３−２０２４８
号公報、特公昭４３−３００１６号公報、特公昭４４−
１２８４８号公報、特装１１ｒ＋　４４−１３２１０号
公報、特公昭４４−２２５２５号公報、特公昭４４−２
５８７０号公報、特装Ｂ（４４４−２５８７２号公報、
特開昭５４−１３４１７７り公報、特開昭５４−ＩＥ３
０８６２号公報、特開昭５４−１４７２７６号公報等に
開示されているが、これらの不織布は、切断した糸条を
梢層シート化したもので、糸径斑も著しいものであった
。

その後、上記方法の改良法が多数提案され、フィラメン
ト条のメルトブロー不織布が可能となった。例えば特開
昭５３−３８７８７号公報、時開１１１１５３−１１４
９７５号公報、特開昭５４−１３１０８７号公報、特開
昭５４−４８９１５号公報、時開ＩＩ／（８０−２０９
０１０号公報貴：が例示される。

これらの方法でも糸径斑は改みされてはいない。

このため梢密濾適用フィルターや隔膜材には機能不足で
ある。

（発明がＭ決しようとする課題） 本発明は、ＬＩ？己従来挾術の欠点、すなわち、極細化
と同時に糸径斑の手裏を改善して精密濾過や分１！ＩＩ
模の外部１？す上が図れる均繊度の良好な不織布、特に
極細繊維から成るメルトブロー不織布を提供しようとす
るものである。

（！！題を解決するための手段） 本発明は、Ｌ記の課題を解決するために次の手段をとる
ものである。すなわち、本発明はメルトブロー法により
得られる不織布であって不織布を構成する繊維の平均糸
径Ｄ（ｐ）と糸径の変動率（ＣＶ）が下記の関係を満足
し、実質的にフィラメント状である繊維よりなることを
特徴とする均繊度の良好な不織布である。

ＣＶ≦０．３−０．０１５０　　　・・・（１）Ｄ≦５
　（戸）　　　　　　　・・・■本発明の不織布はメル
トブロー不織布からなる。

すなわち、複合紡糸等のような煩雑な工程を省略し、簡
ｒｌＬな製法で安価な不織Ａｉを提供するためである。

本発明に係る不織布を構成する繊維の平均糸径りは５Ｉ
ｉＲ以ドである。５／７ｊを越える太い糸径ではλ１重
密度を杆しく高くしても微粒子のｒｏｌｌ捉が困難にな
るので仔ましくない。好ましい糸径は３戸以下、より奸
ましい糸径は１．５ｕ以下、０．１μｍ以１−である。

しかして均繊度が劣ると精密濾過や隔膜に必要な分画機
能が劣るようになるので奸ましくない。この為本発明の
不織布を構成する繊維の糸径の変動率Ｃｖは次式を同時
に満足する必要がある。すなわち ＣＶ：ａｏ、３−０．０１５１）−（１）を少なくとも
満たす必要がある。

平均糸径Ｄ（ｕ）が太くなるほど、糸径の変動〉ｅ　ｃ
　ｖの影響が大きくなり分−機能の低下も著しくなる。

好ましい変動率の範囲は ＣＶ！０．２−０．０３Ｄ より好ましい変動率の範囲は ＣＶ≦０．１５−０．０４１） である。

本発明の不織布を構成する繊維は実質的にフィラメント
状である。

本発明で定義する、実質的にフィラメント状とは、顕微
鏡観察で不織布１　ｃＪあたりの、繊維切断端が２００
以下好ましくはｌＯＯ以下のものを３う。

短繊維状では精密濾過を試みる場合、濾過材が脱落する
問題を生じるので奸ましくない。また、不織布の集合体
特性からも機能低下が著しくかつ強度的にも劣る。

この問題を解決するには性能低Ｆを許容し接着剤を使う
しか今のところ方法はない。

かくの如くフィラメント状繊維から成る不織布が本発明
にとっては必要である。又本発明の不織布は機能が損な
われない範囲で部分的に接着または融着されていてもよ
い。

本発明のメルトブロー不織布は輔方向の［１付斑が好ま
しくは［１付の変動率ＣＶ　ｍで少なくとも０．１以下
、より紅ましくは０．０５以下である。

Ｏｏｌを越えるとフィルターとして使う場合、偏流れし
て外部が劣る場合があり灯ましくはない。

また隔膜として使う場合も分離機能に斑を□Ｌじるので
性能が低下する問題を起こす場合がある。同様に縦方同
のＥｌｌ付上問題を起こす場合がある。

本発明不織布の強度は液体フィルターに使用する場合や
加Ｅ性を確保する為にも縦方向及び横方向とも少なくと
も５ｇ／ｃｗＬｉ付以りの強度が好ましい。

本発明を満たすに必要な繊維素材は特には特定されない
が、好ましくはポリエステル、ナイロン、ポリプロピレ
ン、ウレタン、ポリエチレン、ポリビニールアルコール
、ポリアクリル、ポリ塩化ポリマー等および、それらの
改質ポリマー等例えば全芳香族系ポリマーやブレンドポ
リマー及び特殊な宮能基を付加させたポリマー等が例示
できる。

なおポリマーに種々の添加剤を加えたものも含をされる
。分子（鋒は強度を保持するため出来るだけ高いものが
奸ましい。たとえばポリエチレンテレフタレートでは極
限粘度で０．５以上が奸ましい。

またナイロン６６では相対粘度で１．２以」二が好まし
い。

本発明不織布の乾熱１３０℃での収縮捧くは寸法安定性
の観点から奸ましくは５％以ド、より々ｒましくは１％
以Ｆが良い。

本発明の不織布を得る方法はメルトブロー法を利用する
。メルトブロー法は公知の方法を基本とするが本発明の
不織布を得るには紡出する繊維の均一度を虫仔にする必
要から、吐出微量や牽引斑を出来るだけ少なくするのが
不可欠となる。このことはポリマーの吐出量、粘度斑、
温度斑および牽引流体の流微量や温度斑を同時に少なく
しなければならない。このような条件を満たすメルトブ
ロー法としては、押し出し機、ヘッド及びノズルはデッ
ドスペースの無い構造とする。またノズルオリフィスの
径は出来るだけ細くして吐出線速度を高＜シ、牽引流体
によるドラフト比を少なくする。好ましいノズルオリフ
ィス径は吐出量により異なるが０．１ｇ／分孔では０．
１５．−以ｆ１０．０２ｇ／分孔では０．１關以下が］
ｒましい。

１１１：出量に比しオリフィス径が大きくなると均一度
が悪くなるので打ましくない。また、ブロックおよびノ
ズルの加熱は温度斑の無いように充分な保温とヒーター
の構造及びコントロール方法を工夫し均一加熱出来るよ
うにする。紅ましいブロックでの温度差は±２℃以内で
ある。温度斑が大きくなるとポリマーの粘度斑や熱履歴
差による分子微量が大きくなり糸径斑が拡大されるので
好ましくない。史にはそれに伴い■に出量の斑も起こる
。

同じ現象がデッドスペースの在住や配管のルーと中心と
の熱履歴差でも起こる。さらには流路長差によっても起
こるし偏流によっても起こる。これを防止するには配管
内にスタティクミキサー等を設置しデッドを無りシ均流
化できる構造とする。

また圧力分配が不均一になると偏流を生じ上記と同じ現
象につながる。このためブロック内やノズル内は低吐出
揖でも適度な圧力損失が付加された圧力室となり、かつ
、圧力バランスが均一になるよう均一・分配できる構造
とする。

牽引流体の流微量は牽引斑を引き起こすので出来るだけ
均−分配出来るような例えば、供給部のヘッダーは大き
くし供給１−１は多分割化しリップ背面に抵抗を付ける
等、構造］二の工夫が必要である。

好ましい牽引流体の流揖差は流体温度差±２℃ではリッ
プ面出１−１での流速差として±１０ｍ／秒以内である
。

・氷中流体の温度斑も牽引斑を起こす。温度斑は流（迂
回とポリマーの粘度斑をも同時に引き起こすので糸径斑
はより拡大される。好ましい牽引流体の温度差は多くと
も±５℃以内、奸ましくは±２℃以内である。

牽引流体はリップ面から流出すると、回りから同伴流を
吸引するため、均一な温度かつ流部でも回りから流入す
る同伴流によるリップ面の冷却のされかたの差によりノ
ズルブロックに温度差を生しさせる。この為、側端部と
中央部で粘度差を生じ糸径斑を拡大する。これを防止す
るには側端部からの同伴流の流入をカットしリップ面を
保温するのが好ましい。側端部と中央部の温度差はリッ
プ面の温度差で多くとも５℃以下、仔ましくは３℃以下
である。

本発明の不織布は精密濾過などにより最適なものとする
には構成繊維が高強度なものが好ましい為、高分子の分
子’ｆｌは長くし高度に配向させ固化させる為、ρｉ粘
度ポリマーを短い滞留時間で低い温度でやや強く伸長さ
せかつ細化完了時同時に結品化させるのがよい。例えば
、ポリエチレンテレフタレートでは極限粘度０．６のも
のを２８５℃にて滞留時間１０分で吐出させ、牽引流体
として２９０℃の空気を使い流速５３０ｍ／秒にて牽引
する。他の牽引流体としては不活性な過熱蒸気や窒素が
好ましい。

シート状に引き取る条件は公知の方法で良い。

引取り点は短か過ぎると融着し配向度が低くなり好まし
くなく長過ぎるとロープ状物が多くなり好ましくない。

好ましい引取り点は固化点から固化点＋１０ｃ園である
。

かくして＃ｔＪｉ？ｆされたシート状物は次いで表面の
み１％ないし３％ね度の収縮処理を施すことで絡合点が
強固に絡み強力が向−Ｌすると共に内層は嵩高な不織布
が得られる。必要に応じ後側［として、樹脂加圧、薬品
処ｐＨ加工、積膚処即加工、接着側［、エンボス加ｔ１
超斤波加工、戊形加玉、プレス加圧等を施しても良い。

またどうしても必要なら機能低下しない範囲で絡合処理
も許容されるがフィルターとして使う場合ニードルパン
チ加［は避けるほうが良い。

尚本発明で定義される不織布を構成する要件の特性値お
よび物性値等は、ド記の方法で測定した値を汀う。

平均糸径 不織布を電子顕微鏡で撮影しｔｏｏｏ倍の拡大写真とし
、この中から繊維１００本をランダムに選択してその繊
維直径Ｄｉ（Ｐｍ）を測定し次式により平均糸径１）（
ｓ）として求める。

糸径の変動率 平均糸径と同様にして求めた繊維直径Ｉ）ｉより次式に
より糸径の変動率Ｃｖを求める。

繊維切断端数 不織布２　ｃｒｉｌを試料台にセットし電子顕微鏡にて
全表面を撮影し５００倍ないし１０００倍の拡大写真に
し、中央１　ｃｒｙの切断端を数える。ｎ＝３の平均値
で示す。

幅方向目付斑 幅方向に連続して幅２　ｅｌｌ毎に長さ１５ｃｍの試料
を全幅で取り各試料の重ｆｆ１Ｗｉをｊ個測定し、以下
の式によりまず平均値Ｗを求めついで幅方向の目付斑Ｃ
Ｖｍを求める。但し耳部台５　ｃ＋ａは除く。

なお縦方向の目付斑も幅方向の代わりに長手方向として
同様にもとめる。この場合、長手方向には１００ｃ嘗取
る。

収縮率 不織布を２０ｃ■×２００■の試料を作成し中心部１５
ｃ＋ｌＸ１５ｃ■に目印を付けた試料を乾熱１３０℃の
熱風乾燥機中に入れ、フリー状態で１５分熱処理し縦お
よび横方向の目印の長さＬｉを測定し個々に次式より求
める。

なお断りの無い限り、縦および横を別々に計算し加えて
平均値を求めた値を不織布の収縮率と言う。

不織布強力 縦および横方向に「１付斑の測定と同様にした試料を作
成しテンシロンにて有効試料長１Ｏｃ１１チヤツクの掴
みしろ２．５ｃｍとして１００％伸長速度にて破断まで
伸長歪みを、１己録、最大歪みσｉ（ｇ／２ｃｍ）を求
め、次式より計算する。尚、試料の目付の！１１位は（
ｇ／／）を用いる。ｎ　＝　５０で求める。

縦方向の強力をＤＴＴ１横方向の強力をＤＴＭで示す。

（実施例） 実施例１ テスト−ｔ　（Ｎｌｌｌ−６） 保温を充分にしてかつデッドスペースがなく配管にはス
タテックミキサーをいれ分配を均一化するよう流路設計
された構造を有するブロックおよびノズルを用いてかつ
ヒーターも均一加熱できる密Ｒ一体構造で更に流体の斑
を起こさない構造にし極限粘度０．６５のポリエチレン
テレフタレートを２８０℃にて孔径０．１−のオリフィ
スより０．０１から０．０５ｇ／分孔の吐出酸にて吐出
させ、２９０℃の空気を牽引流体としてオリフィス中心
を挾み７５度の角度から吐出ポリマーを牽引せしめ、下
方４５側でサクションされたネットに引き取り、ついで
連続して遠赤外線ヒーターにて表向を熱処理し巻き取っ
た。各々の製造条件と得られたシートの特性を第１表に
示す。得られたシートは直径１０ｃｍに打ち抜き、有効
径５　ｃｙｍにて液体の濾過テストをおこなった。評価
結果を第１表に併記する。

本発明を外れるものは液体濾過材として不適当である。

テスト−２（Ｎａ７−１ｏ） 吐出鼠を０．０５ｇ／分孔および０．１ｇ／分孔に変更
し流体流速を変更した以外実験Ｎａ４と同一の条件で得
たシート及び評価結果を第２表に示す。

本発明を外れるものは液体濾過材として不適当である。

テスト−３−（Ｎａｌ　１−１２） 相対粘度２．５のナイロン６を２８０℃にて吐出しオリ
フィス径０．１５園璽および０．２３會嘗のノズルを用
い他の条ＰトはＮ１４と同じとして得たシートとその評
価結果を第２表に示す。

本発明の外れるものは液体濾過材として不適当である。

テスト−４（Ｎｌ１１３−１８） テスト−１と同じ装置ｄを用い、供給牛用流体はスーパ
ーヒーターを使い加熱するようにして以下のテストを実
施した。

メルトインデックス（以後ＭＩと略す）１３のポリプロ
ピレンを２１０℃から２８０℃にてオリフィス径０．１
５ｍ−および０．２５．−のノズルから吐出させ２８０
℃の過熱蒸気にて牽引し、−ド方８０ｃｍにてサクショ
ンネットに引取りついで遠赤外線ヒーターにて熱処理し
、得られたシートの特性を第３表に示す。なお、このテ
ストは蒸気の凝縮のためピトー管での牽引流体の流速の
測定は断念しリップ背面の圧力および作力変動を測定し
た。

得られたシートを嵩密度０．３ｇ／ｃ＋ＩＩになるよう
熱プレスし電池用隔膜性能を拭供して求評した。

結果を第３表に併記する。

なお、隔膜性能は以下の基準で評価した。

良紅　　やや不良　　不良 打ち佐き加１′、Ｖｌミ　　ＯΔ　　　　×保水性　　
　　　　ＯΔ　　　　× バリヤー性　　　　０　　　　Δ　　　　×総含評４Ｉ
ｉｏ　　　　　Δ　　　　×本発明で外れるものは隔膜
外部が劣る。

以下余自 （発明の効果） 本発明の不織布は、補則でかつ均繊度が良奸な繊維から
構成されている為桔密濾過材や隔膜材として優れた機能
を発揮する。

この優れた性能は、他の用途、例えば、気体フィルター
　メディカル用品、衛生材クリーンルーム用品等のディ
スポーザブル用途、保温材、口用雑１’ｆ品などにも適
するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メルトブロー法により得られる不織布であって不織布を
   構成する繊維の平均糸径Ｄ（μｍ）と糸径の変動率ＣＶ
   が下記の関係を満足し、実質的にフィラメント状である
   繊維よりなることを特徴とする均繊度の良好な不織布。 ＣＶ≦０．３−０．０１５Ｄ・・・（１） Ｄ≦５（μｍ）・・・（２）