JPH10195748A - 不織布の製造方法およびメルトブローダイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用するポリマーの物性や流量等に変化が生
じたとしても、これらの変化に対応して、目付け分布の
少ない均一な不織布を製造することのできるメルトブロ
ーダイを提供する。 【解決手段】 メルトブローダイの導入口、該導入口に
続く拡大流路、及びメルトブローダイの送出し口を備え
たメルトブローダイにおいて、該拡大流路の任意の位置
に、ポリマー流れを幅方向に分散する流量調整部が設け
られたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融状態のポリマ
ーをメルトブローダイに導入し、該メルトブローダイか
ら幅広く送出すメルトブロー法を用いて不織布を製造す
る方法、及び該メルトブロー法に用いられるメルトブロ
ーダイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特公昭５２−９８２３号公報には、ダイ
ヘッドを用いるメルトブロー法が開示されている。図２
は、同公報に開示された不織布製造装置の部分的斜視図
であり、同図を用いて所望の繊維を製造する方法につい
て説明する。まず、ホッパー１にポリマーレジンを充填
し、押出機２の内部で高温に加熱しながら、駆動装置４
の作用に基づいてメルトブローダイ３側へ溶融ポリマー
を押出す。このメルトブローダイ３には上部・下部に夫
々管路５，６が取付けられており、メルトブローダイ３
の開口部７から上記溶融ポリマーを加熱流体（後記す
る）と共に連続的に押出すことによって極細繊維を得る
ことができる。図３は、メルトブローダイの断面図を示
すものである。ダイブロック８にはポリマーの拡大流路
９と該拡大流路９に続くメルトブローダイの送出し口１
０が形成されており、その両側には、加熱板１１，１２
が挿入されている。図中１３，１４はガスプレートであ
り、これらのガスプレート１３，１４の間にダイノズル
１５が形成されている。更にこれらのガスプレートに
は、ガス室１６，１７が夫々設置されており、各ガス室
１６，１７からダイノズル１５に向けてガススリット１
８，１９が夫々設けられている。

【０００３】この様な構成からなるメルトブローダイ３
を用いれば、押出機２内で溶融されたポリマーはメルト
ブローダイ３へ押出された後、拡大流路９及びメルトブ
ローダイの送出し口１０を経て、ガススリット１８，１
９から噴出される加熱流体により延伸され、捕集板２０
上に吹き付けられることにより極細繊維不織布の形成が
可能になる。尚、ダイブロックには溶融ポリマーを水平
方向に吐出するものだけでなく、下方に向けて吐出する
もの等も知られている。

【０００４】しかしながら、いずれにしてもこの様なメ
ルトブローダイ３を用いた場合、拡大流路９においてポ
リマーの流れを長手方向へ均一に拡大することは望め
ず、ダイノズル１５から吐出されたポリマーに太さ斑を
生じ、捕集された不織布には目付け分布斑が発生するこ
とが分かった。

【０００５】そこで、この様な弊害の防止を目的とし
て、ダイブロックにコートハンガーダイ等を使用するこ
とが行われている。しかし、従来のメルトブローダイで
は、ポリマーの流量や紡糸温度におけるポリマーの粘度
等に基づいてダイブロックの形状が設計されているた
め、使用するポリマーの物性や流量、ダイブロックにお
ける温度分布、ポリマー粘度等に大きな変化が生じる
と、例えばダイブロックの中央出口部から両端部に向か
うにつれてポリマーの流量が減少し、メルトブローダイ
の送出し口におけるポリマーの流量分布が図４（後記す
る）に示す様に山形になってしまい、捕集された不織布
は、中央部の目付けが上がってしまうという問題があっ
た。この問題は、種々のメルトブロー条件に応じたダイ
ブロックを複数個準備することにより回避することも可
能であるが、コートハンガーダイ等のダイブロックは高
価なため、実用的な解決手段とは言えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであり、その目的は、使用するポリ
マーの物性や流量、ダイブロックにおける温度分布、ポ
リマー粘度等に変化が生じたとしても、これらの変化に
対応して、目付け分布斑の少ない均一な不織布を製造す
ることのできる方法、及びこの様な不織布を製造するこ
とのできるメルトブローダイを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の不織布の製造方法とは、溶融状態のポ
リマーをメルトブローダイに導入し、該メルトブローダ
イから幅広く送出すメルトブロー法において、メルトブ
ローダイの導入口とメルトブローダイの送出し口迄の間
に、メルトブローダイ内における前記ポリマーの流れを
幅方向に分散させる流量調整手段を設けて行うところに
要旨を有するものである。尚、メルトブローダイからの
溶融ポリマーの吐出方向は横向き、下向き等の如何を問
わない。

【０００８】また、上記課題を解決することのできた本
発明のメルトブローダイは、メルトブローダイの導入
口、該導入口に続く拡大流路、及びメルトブローダイの
送出し口を備えたメルトブローダイにおいて、該拡大流
路の任意の位置に、ポリマー流れを幅方向に分散する流
量調整部が設けられたものであるところに要旨を有する
ものである。

【０００９】上記流量調整部には、多孔板が設けられて
いることが好ましい。そのなかでも下記〜は好まし
い態様であり、これらの要件のうち少なくとも一つを満
足するものであることが推奨される。

【００１０】流量分布の位置を支配する孔径が、ダイ
中央部から両端部へ向かうにつれて連続または不連続に
異なるもの（具体的には、隣接する孔の孔径が少なくと
も１％以上異なるもの、ダイ中央部から両端部へ向かう
につれて孔の孔径が大きくなるものが好ましい） その孔長さが、ダイ中央部から両端部へ向かうにつれ
て連続または不連続に異なるもの（具体的には、隣接す
る孔の孔長さが少なくとも１％以上異なるもの、ダイ中
央部から両端部へ向かうにつれて隣接する孔の孔長さが
短くなるものが好ましい） 孔の間隔が、幅方向に連続または不連続に異なるもの
（具体的には、隣接する孔の間隔が少なくとも１％以上
異なるもの、ダイ中央部から両端部へ向かうにつれて単
位幅当たりの孔数が多くなるものが好ましい）

【００１１】

【発明の実施の形態】上述した様に本発明の不織布の製
造方法は、溶融状態のポリマーをメルトブローダイに導
入し、該メルトブローダイから幅広く送出すメルトブロ
ー法において、メルトブローダイの導入口より下流側で
メルトブローダイの送出し口迄の間に、メルトブローダ
イ内における前記ポリマーの流れを幅方向に分散させる
流量調整手段を設けて行うものである。この様な流量調
整手段を、メルトブローダイの導入口とメルトブローダ
イの送出し口の間の任意の位置に設けることにより、使
用するポリマーの物性や流量、ダイブロックにおける温
度分布、ポリマー粘度等に変化が生じたとしても、これ
らの変化に対応して、目付け分布斑の少ない均一な不織
布を製造することができる。

【００１２】本発明のメルトブローダイは、この様な不
織布製造方法を具現化することのできる一実施態様とし
て位置付けられるものであり、具体的には、メルトブロ
ーダイの導入口、該導入口に続く拡大流路、及びメルト
ブローダイの送出し口を備えたメルトブローダイにおい
て、該拡大流路の任意の位置に、ポリマー流れを幅方向
に分散する流量調整部が設けられたものである。

【００１３】以下、本発明において、ポリマー流れを幅
方向に分散する流量調整部として多孔板を設けたときの
メルトブローダイについて、従来のメルトブローダイと
対比させながら説明する。

【００１４】図１の上図は、本発明メルトブローダイの
長手方向における概略断面図を示したものであり、中図
は本発明を特徴付ける多孔板の出口側におけるポリマー
の流量分布を、下図は、メルトブローダイの送出し口の
出口側におけるポリマーの流量分布を夫々示す。図中、
２１はダイブロック、２２は拡大流路、２３は多孔板、
２４はダイノズル、２５はメルトブローダイの送出し口
である。一方、図４の上図は、従来のメルトブローダイ
の長手方向における概略断面図を示したものであり、中
図は拡大流路の出口側におけるポリマーの流量分布を、
下図はメルトブローダイの送出し口の出口側におけるポ
リマーの流量分布を夫々示す。

【００１５】従来のメルトブローダイでは、ポリマーの
流量や紡糸温度におけるポリマーの粘度等に基づいてダ
イブロックの形状が設計されているため、使用するポリ
マーの物性や流量、ダイブロックにおける温度分布、ポ
リマー粘度等が大きく変化すると、例えばダイブロック
の中央出口部から両端部に向かうにつれてポリマーの流
量が減少し、メルトブローダイの送出し口の出口側にお
けるポリマーの流量分布が図４に示す様に山形になって
しまい、製造された不織布は、中央部の目付けが上がっ
てしまうという問題があった。

【００１６】これに対して本発明のメルトブローダイ
は、ダイブロック２１とダイノズル２４の間に、多孔板
２３が設置されたものである。本発明に用いられる多孔
板の態様としては例えば以下のものが挙げられる。

【００１７】まず、孔径が、ダイ中央部から両端部へ向
かうにつれて、順次連続的に又は不連続的に異なる多孔
板が挙げられる。孔径は、順次連続的に又は不連続的に
小さくなっても良いが、最終的には、メルトブローダイ
の送出し口からの吐出量が幅方向に見て均一なものにな
る様、相対的に見て大きくなることが必要である。孔径
が大きくなれば、孔壁の抵抗も少なくなってポリマーの
流量も大きくなるので、ダイブロック両端部におけるポ
リマーの流量減少を補正することができ、その結果、図
１に示す様にメルトブローダイの送出し口からの吐出量
は幅方向に見て均一なものになる。従って、捕集される
不織布も均一になり、目付け斑を最小限に抑えることが
できる。

【００１８】また、孔の長さが、ダイ中央部から両端部
へ向かうにつれて、順次連続的に又は不連続的に異なる
多孔板も用いられる。孔の長さは、順次連続的に又は不
連続的に長くなっても良いが、最終的には、メルトブロ
ーダイの送出し口からの吐出量が幅方向に見て均一なも
のになる様、相対的に見て短くなることが必要である。
孔の長さが短くなれば、孔壁の抵抗も少なくなってポリ
マーの流量も大きくなるので、ダイブロック両端部にお
けるポリマーの流量減少を補正することができ、メルト
ブローダイの送出し口からの吐出量は幅方向に見て均一
なものになる。

【００１９】或いは、孔の間隔が、幅方向に、順次連続
的に又は不連続的に異なる多孔板であっても構わない。
孔の間隔は、順次連続的に又は不連続的に大きくなって
も良いが、最終的には、メルトブローダイの送出し口か
らの吐出量が幅方向に見て均一なものになる様、相対的
に見て小さくなる（換言すれば、単位幅当たりの孔数が
多くなる）ことが必要である。孔数が多くなれば、ポリ
マーの流量も大きくなり、その結果、ダイブロック両端
部におけるポリマーの流量減少を補正することができる
からである。

【００２０】尚、上記いずれの態様においても、隣接す
る孔の孔径、孔の孔長さ、孔の間隔は、いずれも少なく
とも１％以上異なることが推奨される。１％未満では、
ダイブロックにおけるポリマーの流量分布を改善する方
向にはあるが、不織布の目付け分布斑を顕著に改善する
には至らないからである。

【００２１】本発明に用いられる多孔板は、上記要件を
少なくとも一つ満足することが好ましく、ダイ中央部か
ら両端へ向かうにつれ、少しずつ、例えば少なくとも１
％以上（好ましくは孔径１％以上、孔長さ５％以上）ず
つ連続的に変化していることが推奨される。

【００２２】尚、変化の度合は、順次少しずつ変化して
いっても良いし、或いは、後記する実施例に示す様に階
段状に変化していっても良いが、要するに、相対的に見
て、ダイ中央部から両端へ向かうにつれ、孔の孔径など
が大きくなる等して変化していれば良いのである。勿
論、上述した要件を二つ以上満足するもの（例えば孔の
孔径が大きくなり且つ孔の長さも短くなるもの）も本発
明の範囲内に包含される。

【００２３】この様な多孔板は、比較的安価に製作する
ことができ、使用するポリマーの種類や紡糸条件に応じ
て、多孔板の孔径等を適宜調整することにより、所望の
不織布を効率よく得ることができる点で非常に有用であ
る。

【００２４】尚、上述した多孔板の態様は、あくまでも
本発明の一例を示すものであり、ポリマーの流れを幅方
向に分散させるものであれば特に制限されず、例えば、
メルトブローダイの送出し口に向かって、各孔がダイ中
央部側に傾斜している様な構成の多孔板も本発明の範囲
内に含まれる。

【００２５】以下実施例に基づいて本発明を詳述する。
ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。

【００２６】

【実施例】実施例 本実施例では、多孔板２３の幅方向に見て７区画に、径
の異なる孔（ダイ中央部から両端部に向けて、φ１ｍ
ｍ，φ１．０２ｍｍ，φ１．０４ｍｍ，φ１．０６ｍｍ
とする）を配置してなるメルトブローダイ（吐出幅３０
０ｍｍ）を使用した。原料としてポリプロピレンを用
い、総流量を３０ｇ／ｍｉｎで紡糸した後、両端部をカ
ットし、幅２５０ｍｍ，目付け１００ｇ／ｍ² の不織布
を引き取った。この様にして得られた不織布中央部と端
部の目付けの差異は１０％以下になり、均一なシートが
得られた。

【００２７】比較例 多孔板２３の孔径を、ダイ中央部から両端部に向けてφ
１ｍｍ，φ１．００４ｍｍ，φ１．００８ｍｍと５区画
にしたこと以外は前記実施例と同様の構成からなるメル
トブローダイを使用し、不織布を作製した。この様にし
て得られた不織布中央部と端部の目付けの差異は１０％
以上になってしまい、均一なシートは得られなかった。

【００２８】従来例 図３に示すメルトブローダイを用い、原料としてポリエ
チレンテレフタレートを使用して、上記実施例と同様に
して不織布を引き取ったところ、不織布中央部と端部の
目付けの差異は１０％以下であったが、ポリプロピレン
を使用した場合には、３０％以上の差異が生じてしま
い、均一なシートは得られなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明の不織布製造方法は、メルトブロ
ーダイの導入口より下流側でメルトブローダイの送出し
口迄の間に、メルトブローダイ内における前記ポリマー
の流れを幅方向に分散させる流量調整手段を設けて行う
ものであるので、この方法を採用すれば、使用するポリ
マーの物性や流量、ダイブロックにおける温度分布、ポ
リマー粘度等に変化が生じたとしても、これらの変化に
対応して、目付け分布の少ない均一な不織布を製造する
ことができる。

【００３０】また、本発明のメルトブローダイは、拡大
流路の任意の位置に、ポリマー流れを幅方向に分散する
流量調整部が設けられているので、メルトブローダイの
送出し口からのポリマー吐出量は均一になり、捕集され
る不織布も目付け分布の少ない均一なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメルトブローダイの長手方向の概略断
面図の一例、およびポリマーの流量分布の一例を示す図
である。

【図２】従来の不織布製造装置の部分的斜視図である。

【図３】図２におけるメルトブローダイの断面図であ
る。

【図４】従来のメルトブローダイの長手方向の概略断面
図の一例、およびポリマーの流量分布の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ 押出機 ３ メルトブローダイ ４ 駆動装置 ５，６ 管路 ７ 開口部 ８，２１ ダイブロック ９，２２ 拡大流路 １０，２５ メルトブローダイからの送出し口 １１，１２ 加熱板 １３，１４ ガスプレート １５，２４ ダイノズル １６，１７ ガス室 １８，１９ ガススリット ２０ 捕集板 ２３ 多孔板

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融状態のポリマーをメルトブローダイ
   に導入し、該メルトブローダイから幅広く送出すメルト
   ブロー法において、 メルトブローダイの導入口より下流側でメルトブローダ
   イの送出し口迄の間に、メルトブローダイ内における前
   記ポリマーの流れを幅方向に分散させる流量調整手段を
   設けて行うことを特徴とする不織布の製造方法。
2. 【請求項２】 メルトブローダイの導入口、該導入口に
   続く拡大流路、及びメルトブローダイの送出し口を備え
   たメルトブローダイにおいて、 該拡大流路の任意の位置に、ポリマー流れを幅方向に分
   散する流量調整部が設けられたものであることを特徴と
   するメルトブローダイ。
3. 【請求項３】 前記流量調整部には、多孔板が設けられ
   たものである請求項２に記載のメルトブローダイ。
4. 【請求項４】 前記多孔板は、その孔径が、ダイ中央部
   から両端部へ向かうにつれて連続または不連続に異なる
   ものである請求項３に記載のメルトブローダイ。
5. 【請求項５】 隣接する孔の孔径は、少なくとも１％以
   上異なるものである請求項３または４に記載のメルトブ
   ローダイ。
6. 【請求項６】 隣接する孔の孔径は、ダイ中央部から両
   端部へ向かうにつれて大きくなるものである請求項３〜
   ５のいずれか１項に記載のメルトブローダイ。
7. 【請求項７】 前記多孔板は、その孔長さが、ダイ中央
   部から両端部へ向かうにつれて連続または不連続に異な
   るものである請求項３〜６のいずれか１項に記載のメル
   トブローダイ。
8. 【請求項８】 隣接する孔の孔長さは、少なくとも１％
   以上異なるものである請求項３〜７のいずれか１項に記
   載のメルトブローダイ。
9. 【請求項９】 隣接する孔の孔長さは、ダイ中央部から
   両端部へ向かうにつれて短くなるものである請求項３〜
   ８のいずれか１項に記載のメルトブローダイ。
10. 【請求項１０】 前記多孔板は、孔の間隔が、幅方向に
    連続または不連続に異なるものである請求項３〜９のい
    ずれか１項に記載のメルトブローダイ。
11. 【請求項１１】 隣接する孔の間隔は、少なくとも１％
    以上異なるものである請求項３〜１０のいずれか１項に
    記載のメルトブローダイ。
12. 【請求項１２】 単位幅当たりの孔数は、ダイ中央部か
    ら両端部へ向かうにつれて多くなるものである請求項３
    〜１１のいずれか１項に記載のメルトブローダイ。