(57)【要約】【課題】糸同士の融着やポリマー球の発生を抑制し、極細且つ均一であり、従来にはない高い比表面積を有する不織布の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂の繊維から構成され、比表面積が式（１）：2000／（ρ×D）＜A＜4000／（ρ×D）｛式中、A：比表面積(m2/g)、ρ：熱可塑性樹脂比重(kg/m3)、D：平均繊維径(μm)である。｝を満たすことを特徴とする不織布、該不織布とスパンボンド不織布とを積層した積層体不織布、並びに該積層体不織布を用いたフィルター、セパレータ、及び衛生資材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の繊維から構成され、比表面積が下記式（１）：
2000／（ρ×D）＜A＜4000／（ρ×D）  ．．．式（１）
｛式中、A：比表面積(m2/g)、ρ：熱可塑性樹脂比重(kg/m3)、D：平均繊維径(μm)である。｝
を満たすことを特徴とする不織布。
【請求項２】
前記繊維の平均繊維径が0.1μm以上3.0μm以下である、請求項１に記載の不織布。
【請求項３】
前記繊維の繊維径分布がDw／Dn＜1.3｛式中、Dw：重量平均繊維径(μm)、Dn：数平均繊維径(μm)である。｝である、請求項１又は請求項２に記載の不織布。
【請求項４】
前記不織布の表面に観察されるポリマー球が0〜30個/mm2である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項８】
前記不織布を構成する繊維が連続長繊維である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の不織布。
【請求項９】
曳糸性を有する熱可塑性樹脂を溶融した後、紡口に送り込み、小孔が１列に並べられた紡口ノズルから吐出するとともに、小孔の列を挟む様に設けられた間隙から噴出される高温高速の紡糸ガスによって牽引細化することができるメルトブローン不織布の製造方法において、下記式（２）：
108.2＜X＜1010  ．．．式（２）
｛式中、X：延伸中の熱可塑性樹脂の最大せん断速度(s-1)である。｝を満たすことを特徴とするメルトブローン不織布の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の不織布とスパンボンド不織布とを積層した積層体不織布。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の不織布を２つのスパンボンド不織布層の間に有する、請求項１０に記載の積層体不織布。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の積層体不織布を用いたフィルター。
【請求項１３】
請求項１０又は１１に記載の積層体不織布を用いたセパレータ。
【請求項１４】
請求項１０又は１１に記載の積層体不織布を用いた支持体。
【請求項１５】
請求項１０又は１１に記載の積層体不織布を用いた衛生資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極細糸から成るメルトブローン不織布に関する。より詳細には、本発明は、糸同士の融着やポリマー球の発生を抑制し、極細且つ均一であり、従来にはない高い比表面積を有するメルトブローン不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なメルトブローン法とは、曳糸性を有する熱可塑性樹脂を溶融した後、紡口ノズルから押し出す際に、小孔の列を挟む様に設けられた間隙（以下、エアギャップと記す）から噴出される高温高速の紡糸ガスにより熱可塑性樹脂を牽引細化し、繊維状にしたものをネット上で集積させ、極細繊維から成る不織布を直接得る方法である。例えば、インダストリアル＆エンジニアリングケミストリの第48巻第8号第1342〜1346頁（1956年）にはメルトブローン法の基本的な装置及び方法が開示されている。これらの方法装置は、極めて簡単な装置構成であり、極細繊維を容易に且つ安価で作ることが可能となる。
一般的なメルトブローン不織布の特徴として、繊維径が数μmの極細繊維で構成される為、他の不織布製法と比べて比表面積が大きいことが挙げられる。
メルトブローン不織布は上記特徴を活かして、各種フィルター用途やセパレータ用途等に多く用いられている。また、繊維間の間隙が狭くなることによるバリアー性を活かした使い捨ておむつ等の防漏性部材等にも利用されている。
【０００３】
メルトブローン不織布では、上記の性能を更に高める為に、構成される極細繊維の均一化が求められている。繊維径を均一化することで、より小さい孔径が得られ且つ孔径分布がより均一となる為、通常のメルトブローン不織布より低目付であっても、所望のフィルター性能を得ることが可能となり、コンパクト且つ低コスト化に繋がる。また、プレス加工をしなくとも小さい孔径が得られる為、メルトブローン法の特徴の一つである嵩高さを活かした構造となり、フィルター用途に使用した際のフィルター寿命が延びる。これらの効果は、近年求められている環境負荷の低減・省エネ・軽量化・コンパクト化等に繋がる為、メルトブローン不織布を用いている多様多種な分野からの性能向上要求が高く、世の中にとって非常に貢献度の高い技術と成り得る。
【０００４】
メルトブローン法において繊維径を均一化する為の一般的な手法としては、単孔吐出量を低下させる方法や紡口ノズルの間隔を広げる方法が挙げられる。例えば、以下の特許文献１には、紡口ノズル間の距離を0.54mm以上となるように配置したことを特徴とするメルトブローン不織布の製造方法が開示されている。また、以下の特許文献２には、1インチにつき少なくとも100個のノズル密度を有する紡口を用いて、1分間あたりの単孔吐出量を0.01g以下にする方法が開示されている。さらに、以下の特許文献３には、吐出された熱可塑性樹脂にメルトブローンダイヘッドの下で50℃以上の温度を有する二次ブローエアを吹き付けることで、熱可塑性樹脂に付加的な振動を励起させて均一化する方法が、開示されている。
【０００５】
これらの方法により、幾分繊維径分布の均一なメルトブローン不織布を製造し得るものの、溶融押出時に生じる繊維の融着による平均繊維径の2倍以上である太繊維の発生や延伸切れに起因するポリマー球の発生を少量に抑えて紡糸することが出来ないのが現状であり、均一性及び比表面積が極めて高く、高性能と成り得るメルトブローン不織布が切望されている。
【０００６】
メルトブローン法以外に極細且つ均一な繊維を得る方法としては、エレクトロスピニング法が挙げられるが、今後、工業化する際には、生産規模が小さく、バッチ式で生産しているところが多いこと、またスケールアップさせる為には、熱可塑性樹脂を複数のノズルから同時に噴射させる必要性があるが、ノズルの目詰まりやノズル間隔を狭くすると熱可塑性樹脂が融着する等の問題がある。最近はノズルを用いない製法も開発されているが、環境負荷を考慮した際に無溶媒化への課題が依然として残っている。また、一般的に熱可塑性樹脂をノズルから直接噴射する方式より、熱可塑性樹脂を溶媒に溶かした溶解液を噴射する方式の方が極細繊維を形成しやすいとされているが、溶解液を噴射する方式を工業化する際には、繊維中に残留した溶媒を完全に除去することが必要となり膨大なコストを要する。更に海島複合紡糸法も極細で均一な繊維を得る方法として挙げられるが、適用可能な熱可塑性樹脂が限られていることや第二成分除去に溶剤を使用する為、現在のエコ思考においては環境負荷が高いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１２２１５７号公報
【特許文献２】特表２００９−５３４５４８号公報
【特許文献３】特開２００６−８３５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術の問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、糸同士の融着やポリマー球の発生を抑制し、極細且つ均一であり、従来にはない高い比表面積を有する不織布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、曳糸性を有する熱可塑性樹脂を高温高速のガスを用いて牽引することで極細糸を得るメルトブローン不織布の製造方法において、延伸中の熱可塑性樹脂の最大せん断速度(s-1)が所定範囲なる条件で紡糸を行うことにより、糸同士の融着やポリマー球の発生が抑制可能であり、更に繊維が極細且つ均一である従来にない高い比表面積を有する不織布を得ることができることを発見し、かかる発見に基づき本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下のとおりのものである。
【００１０】
［１］熱可塑性樹脂の繊維から構成され、比表面積が下記式（１）：
2000／（ρ×D）＜A＜4000／（ρ×D）  ．．．式（１）
｛式中、A：比表面積(m2/g)、ρ：熱可塑性樹脂比重(kg/m3)、D：平均繊維径(μm)である。｝
を満たすことを特徴とする不織布。
【００１１】
［２］前記繊維の平均繊維径が0.1μm以上3.0μm以下である、前記［１］に記載の不織布。
【００１２】
［３］前記繊維の繊維径分布がDw/Dn＜1.3｛式中、Dw：重量平均繊維径(μm)、Dn：数平均繊維径(μm)である。｝である、前記［１］又は［２］に記載の不織布。
【００１３】
［４］前記不織布の表面に観察されるポリマー球が0〜30個/mm2である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の不織布。
【００１４】
［５］前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の不織布。
【００１５】
［６］前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の不織布。
【００１６】
［７］前記熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の不織布。
【００１７】
［８］前記不織布を構成する繊維が連続長繊維である、前記［１］〜［７］のいずれかに記載の不織布。
【００１８】
［９］曳糸性を有する熱可塑性樹脂を溶融した後、紡口に送り込み、小孔が１列に並べられた紡口ノズルから吐出するとともに、小孔の列を挟む様に設けられた間隙から噴出される高温高速の紡糸ガスによって牽引細化することができるメルトブローン不織布の製造方法において、下記式（２）：
108.2＜X＜1010  ．．．式（２）
｛式中、X：延伸中の熱可塑性樹脂の最大せん断速度(s-1)である。｝を満たすことを特徴とするメルトブローン不織布の製造方法。
【００１９】
［１０］前記［１］〜［８］のいずれかに記載の不織布とスパンボンド不織布とを積層した積層体不織布。
【００２０】
［１１］前記［１］〜［８］のいずれかに記載の不織布を２つのスパンボンド不織布層の間に有する、前記［１０］に記載の積層体不織布。
【００２１】
［１２］前記［１０］又は［１１］に記載の積層体不織布を用いたフィルター。
【００２２】
［１３］前記［１０］又は［１１］に記載の積層体不織布を用いたセパレータ。
【００２３】
［１４］前記［１０］又は［１１］に記載の積層体不織布を用いた支持体。
【００２４】
［１５］前記［１０］又は［１１］に記載の積層体不織布を用いた衛生資材。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る不織布は、糸同士の融着やポリマー球の発生が抑制可能であり、更に繊維が極細且つ均一であり、従来にない高い比表面積を有する不織布である。本発明に係る条件で紡糸されたメルトブローン不織布では、繊維を極細且つ均一化する上での大きな問題であるポリマー切れ、融着繊維、糸長方向での糸径斑が著しく改善されたものであることができる。本発明に係る不織布では、メルトブローン不織布を構成する連続長繊維の繊維径を均一化することで、より小さい孔径が得られ且つ孔径分布がよりシャープとなる為、通常のメルトブローン不織布より低目付であっても、所望のフィルター性能を得ることが可能となり、コンパクト且つ低コスト化に繋がる。また、プレス加工をしなくとも小さい孔径が得られる為、メルトブローン法の特徴の一つである嵩高さを生かした構造となり、フィルター用途に使用した際の寿命が延びる。さらに、メルトブローン法は他の細繊化技術の多くで必要となる溶媒の処理が全く必要ない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】メルトブローン法の全体工程図である。
【図２】メルトブローン法におけるスピンヘッドの詳細図である。
【図３】せん断速度に対する紡速と紡糸ガス速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
ノズルから吐出された溶融樹脂は紡糸ガスや重力による牽引を受けて細化され、溶融樹脂内部には延伸方向にせん断がかかる。溶融樹脂がせん断応力によって結晶化すれば、その時点で延伸は終了する。延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力が弱過ぎると、本発明のメルトブローン不織布の特徴である極細糸が得られない。他方、延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力が強過ぎると、延伸切れによるポリマー球が発生する。このように、延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力は、メルトブローン不織布の構造を決定付ける為、メルトブローン法において極めて重要な要素である。
【００２８】
メルトブローン法による延伸中の熱可塑性樹脂のせん断速度X (s-1)は紡糸条件によって異なるが、X (s-1)は、学術雑誌AIChE Journal 第36巻(1990)第2 号第175〜186頁に記載されている計算方法で、紡糸条件(ノズル径、単孔吐出量、紡糸ガス温度、紡糸ガス圧力、ポリマー物性)から見積もることができる。該計算方法を用いて検討した結果、本発明者らは、延伸中の熱可塑性樹脂のせん断速度X (s-1)が108.2＜X＜1010となる条件で紡糸を行うことにより、糸同士の融着やポリマー球の発生が抑制可能であり、更に繊維が極細且つ均一であるメルトブローン不織布が得られることを見出した。X < 108.2となる条件で紡糸を行うと、糸長方向で糸径斑が大きくなり本発明のメルトブローン不織布の特徴である極細糸が得られない。また、X > 1010となる条件で紡糸を行うと、延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力が強過ぎて延伸切れが起こり、ポリマー球が多発する。108.2< X<1010の範囲であれば、糸長方向の糸径斑が著しく改善され、繊維が極細化且つ均一化する。加えて、延伸切れに起因するポリマー球の発生が極めて少ない理想的な極細糸が得られる。
【００２９】
本発明に係る不織布は、熱可塑性樹脂の繊維から構成され、比表面積が下記式（１）：
2000／（ρ×D）＜A＜4000／（ρ×D）  ．．．式（１）
｛式中、A：比表面積(m2/g)、ρ：熱可塑性樹脂比重(kg/m3)、D：平均繊維径(μm)である。｝
を満たすことを特徴とする。
比表面積（A）は2000／（ρ×D）＜  A  ＜4000/（ρ×D）であり、2500／（ρ×D）  ＜  A  ＜  4000／（ρ×D）が好ましく、3000／（ρ×D）  ＜  A  ＜  4000／（ρ×D）がより好ましく、3500／（ρ×D）  ＜  A  ＜  4000／（ρ×D）がさらに好ましい。ここで、A=4000／（ρ×D）が、理論上で不織布を構成する繊維の繊維径が完全に均一であり、且つ繊維同士の交絡点も一切存在しない理想的な状態における比表面積である。また、A≦2000／（ρ×D）では、糸長方向の糸径斑や繊維融着の発生により繊維径分布が不均一であることや、ポリマー球の発生により表面積が極小化してしまう為、比表面積が小さい値となってしまい、各種フィルターやセパレータ用途として適切でない。
【００３０】
本発明に係る不織布では、平均繊維径が0.1μm以上3.0μm以下であることが好ましい。平均繊維径は0.1μm以上2.0μm以下がより好ましく、0.1μm以上1.0μm以下が更に好ましい。また、近年の各種フィルター用途の高性能化及びコンパクト化（薄型）を考慮すると、平均繊維径の上限はナノファイバーの特徴的な優位性が得られる0.8μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.3μm以下がさらに好ましい。繊維を0.3μm以下まで細くすると、従来の繊維では得られなかった下記の新しい物理学的な性質が表れる。
（１）空気の抵抗が非常に小さくなる。
空気や液体の流れは物体に近づくほど遅くなり、これがフィルターの空気抵抗になるが、ナノサイズの物質では「スリップフロー効果」という現象が生まれ、流速がほとんど遅くならない。このためナノファイバーでフィルターを作ると、目の細かいフィルターを作っても、空気の通りがスムーズであるというメリットが生まれる。
（２）比表面積が大きくなる。
ナノファイバーは、比表面積が非常に大きく、繊維表面にたくさんの異物を吸着することができる為、浄化装置の性能をアップできる。また、繊維表面で起こる化学反応や電気反応の効率も高まる為、燃料電池などの効率アップにもつながる。
【００３１】
本発明に係る不織布では、繊維径分布がDw／Dn＜1.3であることが好ましい。ここで、Dnは数平均繊維径、Dwは重量平均繊維径である。
形成された繊維100本の繊維径から求めた繊維径分布がDw／Dn＜1.3が好ましく、Dw／Dn＜1.2がより好ましく、Dw／Dn＜1.1がさらに好ましい。Dw／Dnは1に近い程、より繊維径分布が均一である為、高比表面積でありフィルター用途等として好ましい。
【００３２】
本発明に係る不織布では、不織布表面に観察されるポリマー球が、繊維100本あたり0〜30個であることが好ましい。
形成された繊維をランダムに100本以上をSEMにて撮影し、繊維径を測長する際に、紡糸ガスからの延伸力が強過ぎて、ポリマー切れが発生し、その後に表面張力によってポリマーが球状になっている箇所の個数を計測する。形成された繊維100本あたりのポリマー球が30個以下であり、10個以下が好ましく、3個以下がさらに好ましい。ポリマー球が少ないと、より均一で且つ高比表面積であるメルトブローン不織布が得られる。
【００３３】
繊維を構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂であることができ、具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等のα−オレフィンの単独若しくは共重合体である高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体）、ポリプロピレンランダム共重合体、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン−1−ブテンランダム共重合体、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体等のポリオレフィン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等）、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマーあるいはこれらの混合物等を例示することができる。
【００３４】
また、メルトフローレートは100〜2500g／10分であり、1000〜2000g／10分が好ましく、1300〜1800g／10分の範囲がより好ましい。
本発明において、メルトフローレートは日本ダイニスコ株式会社製のメルトインデクサーを使用し、ＡＳＴＭ  Ｄ1238に準拠し、測定した。
【００３５】
本発明の不織布の製造方法は、メルトブローン法において、下記式（２）：
108.2＜X＜1010  ．．．式（２）
｛式中、X：延伸中の熱可塑性樹脂の最大せん断速度(s-1)である。｝
を満たすことを特徴とする。
X (s-1)は、学術雑誌AIChE Journal 第36巻(1990)第2 号第175〜186頁に書かれている計算方法で、紡糸条件（ノズル径、単孔吐出量、紡糸ガス温度、紡糸ガス圧力）から見積もることができる。該方法でX (s-1)を以下のように計算した。
溶融樹脂には粘性力、紡糸ガスによる牽引力、慣性力、重力が働く。
そこで運動量収支式は、下記式（３）：
【数１】
2015190081.tif 000002
となる。
ここで、π：円周率(-)、r：糸半径(m)、v：紡速(m s-1)、z：紡糸方向(m)、η：溶融樹脂粘度(Pa s)、Cf：空気抵抗係数(-)、ρa：ガス密度(kg m-3)、ρf：溶融樹脂密度(kg m-3)、Q：溶融樹脂体積吐出量(m3 s-1)、g：重力加速度(m s-2)であり、v < va の時j = -1、v > vaの時j = +1であり、
【数２】
2015190081.tif 000003
【数３】
2015190081.tif 000004
となる。
ここで、va：ガス速度(m s-1)、μa：ガス粘度(Pa s)、β (-)とn (-)は経験的なパラメータ(>0)である。
【００３６】
式（３）の左辺、右辺第1、2、3項の順に、溶融樹脂に働く粘性力、紡糸ガスによる牽引力、慣性力、重力である。
また、高速度カメラで観察された様に溶融樹脂は連続長繊維として延伸する為、下記式（６）：
【数４】
2015190081.tif 000005
でなければならない。
他方、延伸過程における熱収支式は、下記式（７）：
【数５】
2015190081.tif 000006
である。
ここで、Cp：溶融樹脂熱容量(J Kg-1 K-1)、T：溶融樹脂温度(K)、h：熱伝達係数(J m-2 s-1 K-1)、Ta：紡糸ガス温度(K)であり、下記式（８）：
【数６】
2015190081.tif 000007
【数７】
2015190081.tif 000008
である。
ここで、Nu：ヌッセルト数(-)、δ：境膜厚み(m)、ka：ガス熱伝導度(J m-1 s-1 K-1)、γ (-)とm (-)は経験的なパラメータ(>0)である。
【００３７】
式（４）、式（５）、及び式（６）を、式（３）に代入して変形すると、下記式（１０）：
【数８】
2015190081.tif 000009
となり、式（１０）の左辺、右辺第1、2、3項の順に各項は粘性力、紡糸ガスによる牽引力、慣性力、重力に対応する。
【００３８】
また、式（６）、式（８）、及び式（９）を、式（７）に代入すると、下記式（１１）：
【数９】
2015190081.tif 000010
となる。
以上により、式（３）、式（６）、及び式（７）の運動量、物質、熱収支式は、式（１０）と式（１１）に変形される。
【００３９】
式（１０）、式（１１）で記述されるメルトブローン法における紡糸パラメータは、va：紡糸ガス速度、Ta：紡糸ガス温度、Q：溶融樹脂吐出量の3つである。va、Ta、Qの繊維径に対する影響は、vaを大きくすると紡糸ガスによる牽引力（式（１０）右辺第2項）が増大するので繊維径は細くなりやすい一方で溶融樹脂が冷却されやすく（式（１１））、細繊化される前に固化する可能性が高い。Taを大きくすると溶融樹脂が冷却されにくいので（式（１１））、細繊化される前に固化する可能性は低くなるが、細繊化し過ぎて延伸切れが起こる可能性が高い。Qを大きくすると紡糸ガスによる牽引の効率が悪く、（式（１０）右辺第2項）繊維径は太くなる一方で溶融樹脂は冷却されにくい（式（１１））為、細繊化される前に固化する可能性は低くなる。更にva、Ta、Qは、溶融樹脂粘度、紡糸ガス密度にも影響を及ぼす可能性がある。
このように紡糸パラメータva,、Ta、Qの繊維径に対する影響は非常に複雑であり、繊維径の細い不織布を作製しようとしても、延伸切れが起こらず且つ冷却され過ぎない範囲で溶融樹脂に強いせん断を与えられる様な適切なva、Ta、Qを見出すことは非常に困難である。
【００４０】
ここで、延伸中の熱可塑性樹脂の最大せん断速度X(s-1) = dv/dz(s-1)は、式（１０）を数値的に解くことで得られる。式（１０）の境界条件としてノズル出口と延伸停止位置における繊維径を与えた。
以下、式（１０）の数値解法を具体的に示す。式（１０）を、下記階式二元連立一階微分方程式：
【数１０】
2015190081.tif 000011
に変形し、4次Runge-Kutta法で解いた。4次Runge-Kutta法とは、下記微分方程式：
【数１１】
2015190081.tif 000012
について、ある点tにおけるA, Bの値から、隣の点t + hにおけるA, Bの値を、下記公式：
【数１２】
2015190081.tif 000013
を用いて求め、更に隣の点を順々と求めていく方法である。
【００４１】
計算に用いたパラメータは以下の通りであった。
溶融樹脂密度ρf：1.00×103 kg m-3
溶融樹脂粘度η：1.00 Pa s
重力加速度g：9.81 m s-2
紡糸ガス粘度μa：1.80×10-5 Pa s
パラメータβ：3.70×10-1
パラメータn：6.10×10-1
ノズル出口位置：0.00 m
ノズル出口位置における繊維径：3.00×10-4 m
延伸停止位置：1.00×10-3 m (Xは延伸停止位置にほとんど影響しない為1 mmで固定。)
延伸停止位置における繊維径：実験の結果
紡糸ガス密度ρa：実験時の条件
紡糸ガス速度va：実験時の条件
【００４２】
「紡速＜紡糸ガス速度」の状態をY = 0、「紡速＞紡糸ガス速度」の状態をY = 1とする。上記の方法で求めたXに対してYをプロットすると図３に示す結果となり、X > 108.2の条件で紡速が紡糸ガス速度を上回り、極細化することが分かった。また、X < 1010の条件では、せん断速度が強過ぎて、ポリマー延伸切れが発生した。
【００４３】
図１に、メルトブローン法の全体工程図を、また、図２に、スピンヘッドの詳細図を示す。
式（２）の条件範囲において、溶融した熱可塑性樹脂をメルトブローン紡口に送り込み、多数の小孔が1列に並べられた紡口ノズル（図２符号１２参照）から吐出するとともに、小孔の列を挟むように設けられたエアギャップから噴出される高温高速の紡糸ガスによって牽引することで繊維を細化させる。更に吸引ファン（図１符号４参照）を下部に有したコレクターネット上に繊維を集積させることで極細且つ均一であるメルトブローン不織布を製造することができる。
【００４４】
押出機でのポリマー溶融温度は各熱可塑性樹の融点よりも10℃〜60℃以上、好ましくは20℃〜50℃以上、さらに好ましくは30℃〜40℃以上高い範囲である。押出機（図１符号２参照）でのポリマー溶融温度が低過ぎるとノズルから吐出される溶融樹脂の流動性が不足し、紡糸工程において繊維が十分に細繊化されず、風合いの硬いメルトブローン不織布となってしまう。逆に押出機でのポリマー溶融温度が高過ぎると溶融樹脂の分解が進行し、安定した紡糸がし難くなるため好ましくない。
【００４５】
紡口ノズル（図２符号１２参照）の孔は、直径0.05mm〜0.50mmの範囲が好ましく、0.08mm〜0.40mmがより好ましく、0.10mm〜0.30mmが更に好ましい。ノズル孔が小さ過ぎると溶融樹脂によって発生する圧力がノズル孔にかかるため、ノズル孔が割れる恐れがある。逆にノズル孔が大き過ぎると、ノズル孔に溶融樹脂による圧力がかかり難く、溶融樹脂を安定的に吐出することができなくなるサージングと呼ばれる現象が生じる。
【００４６】
ノズル孔のＬ／Ｄは5〜30の範囲が好ましく、7〜25がより好ましく、10〜20が更に好ましい。Ｌ／Ｄが小さ過ぎるとノズル孔に溶融樹脂によって圧力がかかり難く、溶融樹脂が安定に吐出することができないサージングと呼ばれる現象が生じる。逆にＬ／Ｄが大き過ぎるとノズル孔に対して溶融樹脂によってかかる圧力が上昇し、ノズル孔が割れる恐れがある。
【００４７】
エアギャップ（図２符号１１参照）は、0.10mm〜3.00mmの範囲が好ましく、0.15mm〜2.00mmがより好ましく、0.25mm〜1.00mmが更に好ましい。エアギャップが狭過ぎると紡糸ガスが通過し難く、紡糸ガス圧力が上昇する為、所望の紡糸ガス流速が得られない。逆にエアギャップが広過ぎると紡糸ガス流速に速度差が生じる為、繊維径分布が不均一であるメルトブローン不織布となる。
【００４８】
紡糸ガス温度は各熱可塑性樹脂の融点よりも50℃〜300℃以上高いことが好ましく、100℃〜250℃以上高いことがより好ましく、150℃〜200℃以上高いことがさらに好ましい。紡糸ガス温度が低過ぎると、溶融樹脂を細繊化することができず、太径糸が混在したメルトブローン不織布となる。逆に紡糸ガス温度が高過ぎると、紡糸ガスからの伝熱によりダイ温度が上昇する為、溶融樹脂が分解し、糸化しない。
【００４９】
紡口から捕集支持体までの距離（以下、ディスタンスと呼ぶ）は、50mm〜700mmの範囲が好ましく、80mm〜500mmがより好ましく、100mm〜300mmが更に好ましい。ディスタンスが小さ過ぎると、捕集支持体の下部に位置する吸引部によって紡口ノズルが冷やされ、溶融樹脂粘度が高くなる。また高温ガスを噴射するため、噴射ガスの温度降下が十分でなく、牽引細化された繊維が捕集支持体上にて再溶融し、自己接着を起こす、又は大きな収縮を起こすことでメルトブローン不織布の風合いが著しく硬くなる。逆にディスタンスが大き過ぎると、吸引ファンが噴射された紡糸ガスのみでなく、周辺の空気までも随伴流として吸引してしまい、ノズルから吐出され極細化された溶融樹脂が吸引しきれず、繊維同士が捕集支持体上で絡み合わない為、繊維が飛散するフライという現象が生じる。
【００５０】
溶融樹脂の単孔吐出量は、0.01g/min〜0.50g/minが好ましく、0.05g/min〜0.30g/minがより好ましく、0.10g/min〜0.20g/minが更に好ましい。単孔吐出量が小さ過ぎるとメルトブローン不織布の生産性が悪くなる。更にノズル先端に圧力がかからない為、安定的に溶融樹脂が吐出できない。逆に単孔吐出量が大き過ぎると溶融樹脂粘度が高い状態で吐出される。また、紡糸ガスによる溶融樹脂の単位重量あたりの牽引力が小さくなる為、細化が困難となる。
【００５１】
本発明に係る不織布は、構成される繊維が連続長繊維であることが好ましい。本発明に係る不織布を構成する繊維が連続長繊維であることを確認する為に、紡口ノズルを1ホールのみ有する単孔紡口を製作し、単孔紡口を用いて本発明の領域内で紡糸時の糸挙動の様子を高速度カメラで撮影した。メルトブローン法ではこれまで細繊化現象が分繊によるものなのか、延伸によるものなのか不明であったが、上記の鋭意検討の結果、1本のまま延伸によって細繊化していることが明確となった。分繊方法では繊維径及び繊維径分布のコントロールが非常に困難であるが、本発明の範囲では糸が1本のまま細繊化している為、均一性が高く且つ所望の平均繊維径を有する繊維から構成される不織布を得ることが可能となる。
【００５２】
本発明に係る不織布は、その用途によって様々な構成の一部として用いることが可能である。その例として、形成されたメルトブローン不織布を２つのスパンボンド不織布層の間に有する積層体不織布や、形成されたメルトブローン不織布をスパンボンド不織布上に積層させた積層体不織布が挙げられる。
本発明に係る不織布は、種々用途に応じて、他の層を積層してもよい。具体的には、例えば、編布、織布、不織布、フィルム等を挙げることができる。本発明に係る不織布と他の層を積層する場合は、熱エンボス加工、超音波融着等の熱融着法、ニードルパンチ、ウォータージェット等の機械的交絡法、ホットメルト接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤による方法、押出しラミネート等をはじめ、種々公知の方法を採用することができる。
【００５３】
本発明に係る不織布と積層される不織布としては、スパンボンド不織布、湿式不織布、乾式不織布、乾式パルプ不織布、フラッシュ紡糸不織布、開繊不織布等が挙げられる。
本発明の方法により得られる不織布は、少なくとも片面に、好ましくは両面にスパンボンド不織布を積層した不織布積層体であることができる。
【実施例】
【００５４】
以下の実施例、比較例により本発明を具体的に説明する。実施例等では以下の測定方法、装置等を使用した。
＜平均繊維径＞
装置型式：JSM-6510  日本電子株式会社製を用いた。
得られた不織布を10cm×10cmにカットし、上下60℃の鉄板に0.30MPaの圧力で1分半プレスした後、不織布を白金にて蒸着した。そして上記のSEMを用いて、加速電圧15kV、ワーキングディスタンス21mmの条件にて撮影した。撮影倍率は、0.5μm未満の糸は10000倍、0.5μm以上1.5μm未満の糸は6000倍、1.5μm以上の糸は4000倍とした。それぞれの撮影倍率での撮影視野は、10000倍では12.7μm×9.3μm、6000倍では21.1μm×15.9μm、4000倍では31.7μm×23.9μmであった。ランダムに繊維100本以上を撮影し、全ての繊維径を測長することで平均繊維径を求めた。この際に、糸長方向で融着している繊維同士は測定から省いた。ここで、Dn：数平均繊維径とDw：重量平均繊維径の求め方を記す。
繊維径Di の繊維がNi 本存在するとき、DnとDwはそれぞれ以下の数式（１５）、（１６）：
【数１３】
2015190081.tif 000014
｛式中、Xi＝繊維径Di の存在比率＝Ni/ΣNiである。｝と、
【数１４】
2015190081.tif 000015
｛式中、Wi＝繊維径Di の重量分率＝Ni・Di/ΣNi・Diである。｝で計算した。
【００５５】
＜比表面積＞
装置型式：Gemini2360  株式会社島津製作所製を用いた。
不織布を円筒状に丸め比表面積測定用のセルに詰めた。この際に投入するサンプル重量は0.20〜0.60g程度が好ましい。サンプルを投入したセルを60℃の条件下で30分間乾燥した後に、10分間冷却を行った。その後、上記の比表面積測定装置にセルをセットし、サンプル表面への窒素ガス吸着により、下記BETの式（１７）：
【数１５】
2015190081.tif 000016
｛式中、P0：飽和蒸気圧(Pa)、Vm：単分子層吸着量(mg/g)、C：吸着熱等に関するパラメータ(−)>0、であり、本関係式は特にP/P0＝0.05〜0.35の範囲でよく成り立つ。｝を適用し、比表面積値を求めた。すなわち、BET式とは、一定温度で吸着平衡状態である時、吸着平衡圧Pと、その圧力での吸着量Vの関係を表した式である。
【００５６】
＜高速度カメラ撮影＞
機器：HPV-2A  株式会社島津製作所製を用いた。
上記高速度カメラを用いて撮影速度25万〜100万コマ/secの条件で、紡口ノズルから1cm〜10cmの視野にて吐出される際のポリマーを撮影することで、メルトブローン法の細繊化挙動を明確に捉えることができた。
【００５７】
＜ポリマー球＞
作製した不織布をSEMにて撮影した。それぞれのSEM撮影倍率での測定視野は、10000倍では12.7μm×9.3μm、6000倍では21.1μm×15.9μm、4000倍では31.7μm×23.9μmであった。上記の視野内に撮影された繊維100本以上の繊維径を測長する際に、熱可塑性樹脂が紡糸ガスの牽引力により延伸切れし、熱可塑性樹脂の表面張力によって球状のポリマーに変化した状態で繊維に付着しているポリマー球の個数を測定した。
【００５８】
［実施例１］
日本ダイニスコ株式会社製のメルトインデクサーを使用し、ASTM  D1238に準拠して測定した結果、メルトフローレートが1800g/10minであるポリプロピレン樹脂を使用した。本樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.03g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガスは紡糸ガス温度450℃、紡糸ガス圧力0.50MPaの条件に設定し、熱可塑性樹脂を牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：25.2m2／g、繊維径：0.10μm、延伸中の熱可塑性樹脂に働く最大せん断速度：109.91、Dw／Dn：1.02、ポリマー球：6個／ｍｍ2であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００５９】
［実施例２］
メルトフローレートが1800g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.06g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度370℃、紡糸ガス圧力0.35MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：5.32ｍ2／ｇ、繊維径：0.45μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：109.62、Dw／Dn：1.08、ポリマー球：4個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６０】
［実施例３］
メルトフローレートが1600/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.12g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-1.00mm、エアギャップを1.00mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度310℃、紡糸ガス圧力0.45MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.46ｍ2／ｇ、繊維径：1.81μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.65、Dw／Dn：1.17、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法ではえることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６１】
［実施例４］
メルトフローレートが1800g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.30g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度380℃、紡糸ガス圧力0.35MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.58ｍ2／ｇ、繊維径：1.66μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.76、Dw／Dn：1.13、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６２】
［実施例５］
メルトフローレートが1300g/10minであるポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.36g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度380℃、紡糸ガス圧力0.25MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.06ｍ2／ｇ、繊維径：2.99μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.32、Dw／Dn：1.23、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６３】
［実施例６］
メルトフローレートが1700g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.06g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度400℃、紡糸ガス圧力0.35MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：5.57ｍ2／ｇ、繊維径：0.43μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：109.61、Dw／Dn：1.02、ポリマー球：5個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６４】
［実施例７］
メルトフローレートが1700g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.12g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度330℃、紡糸ガス圧力0.25MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.41ｍ2／ｇ、繊維径：1.91μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.21、Dw／Dn：1.28、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６５】
［実施例８］
メルトフローレートが1700g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.20mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.09g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度255℃、紡糸ガス圧力0.30MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.59ｍ2／ｇ、繊維径：1.58μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.29、Dw／Dn：1.19、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６６】
［実施例９］
メルトフローレートが1700g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.25mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.03g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度400℃、紡糸ガス圧力0.25MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：7.03ｍ2／ｇ、繊維径：0.37μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：109.85、Dw／Dn：1.07、ポリマー球：4個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６７】
［実施例１０］
メルトフローレートが1700g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.12g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度370℃、紡糸ガス圧力0.45MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：2.50ｍ2／ｇ、繊維径：0.91μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：109.50、Dw／Dn：1.11、ポリマー球：5個／ｍｍ２であり、従来のメルトブローン法では得ることができなかった極細且つ均一であるメルトブローン不織布を得た。
【００６８】
［比較例１］
メルトフローレートが1600g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.25mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.03g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度400℃、紡糸ガス圧力0.25MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：4.53ｍ2／ｇ、繊維径：0.37μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：1010.21、Dw／Dn：1.18、ポリマー球：57個／ｍｍ２であり、式（１）及び式（２）の範囲外のメルトブローン不織布であった。
【００６９】
［比較例２］
メルトフローレートが1300g/10minであるポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.25g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度320℃、紡糸ガス圧力0.25MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：0.63ｍ2／ｇ、繊維径：2.78μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：107.90、Dw／Dn：1.40、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、式（１）及び式（２）の範囲外のメルトブローン不織布であった。
【００７０】
［比較例３］
メルトフローレートが1800g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.24g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.20mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度255℃、紡糸ガス圧力0.50MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：0.95ｍ2／ｇ、繊維径：2.05μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：108.08、Dw／Dn：1.37、ポリマー球：3個／ｍｍ２であり、式（１）及び式（２）の範囲外のメルトブローン不織布であった。
【００７１】
［比較例４］
メルトフローレートが1600g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.30mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.06g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.50mm、エアギャップを0.50mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度280℃、紡糸ガス圧力0.30MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：1.01ｍ2／ｇ、繊維径：1.90μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：107.60、Dw／Dn：1.35、ポリマー球：0個／ｍｍ２であり、式（１）及び式（２）の範囲外のメルトブローン不織布であった。
【００７２】
［比較例５］
メルトフローレートが1800g/10minであるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、ノズル径0.20mmの紡口ノズルから単孔吐出量0.03g/minで押し出した。紡口ノズルのディメンジョンとしては、セットバックを-0.25mm、エアギャップを0.25mmに調整した。上記熱可塑性樹脂を押し出す際に、紡糸ガス温度400℃、紡糸ガス圧力0.35MPaの条件にて押し出したポリマーを牽引細化することで連続長繊維からなるメルトブローン不織布を作製した。
作製したメルトブローン不織布は、比表面積：4.29ｍ2／ｇ、繊維径：0.33μｍ、熱可塑性樹脂の固化直前に働く延伸方向のせん断速度：1010.05、Dw／Dn：1.15、ポリマー球：63個／ｍｍ２であり、式（１）及び式（２）の範囲外のメルトブローン不織布であった。
【００７３】
【表１】
2015190081.tif 000017
【００７４】
【表２】
2015190081.tif 000018
【００７５】
表１の結果から、式（２）の範囲内の条件で紡糸したメルトブローン不織布は高比表面積を有し、融着繊維やポリマー球の発生も顕著に抑制できており、繊維径分布が極めて均一で糸径斑のない、理想的なメルトブローン不織布であった。
【００７６】
比較例１における、式（２）の範囲を超えた条件で紡糸されたメルトブローン不織布は、延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力が強過ぎる為に、ポリマー切れが発生し、メルトブローン不織布特有の連続長繊維ではなくなっており、結果として融着繊維やポリマー球が多発（融着繊維箇所：13箇所／100本、ポリマー球：57個／ｍｍ２）していた。
【００７７】
比較例２における、式（２）の範囲を下回る条件で紡糸されたメルトブローン不織布は、延伸中の熱可塑性樹脂に働くせん断応力が弱過ぎる為に、糸長方向の糸径斑が顕著となり、極めて繊維径分布が不均一な（Dw／Dn：1.43）メルトブローン不織布であった。
【００７８】
表２の結果から、式（２）の範囲内の条件で紡糸したメルトブローン不織布の比表面積は式（１）の範囲内に入るが、式（２）の範囲外で紡糸されたメルトブローン不織布の比表面積は式（１）の範囲から外れる事が分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
式（２）の範囲内の条件で紡糸されたメルトブローン不織布は、繊維を極細且つ均一化する上での大きな問題である、ポリマー切れ、融着繊維、糸長方向での糸径斑を著しく改善することができる。メルトブローン不織布を構成する連続長繊維の繊維径を均一化することで、より小さい孔径が得られ且つ孔径分布がよりシャープとなる為、通常のメルトブローン不織布より低目付であっても、所望のフィルター性能を得ることが可能となり、コンパクト且つ低コスト化に繋がる。また、プレス加工をしなくとも小さい孔径が得られる為、メルトブローン法の特徴の一つである嵩高さを生かした構造となり、フィルター用途に使用した際の寿命が延びる。さらに、メルトブローン法は他の細繊化技術の多くで必要となる溶媒の処理が全く必要ない。それゆえ、本発明は、近年求められている環境負荷の低減・省エネ・軽量化・コンパクト化に繋がる為、非常に貢献度の高い技術である。
【符号の説明】
【００８０】
１    ホッパー
２    押出機
３    スピンヘッド
４    吸引ファン
５    プレス機
６    巻取り機
７    ギアポンプ
８    分配パック
９    紡糸ガス
１０    リップ
１１    エアギャップ
１２    紡口ノズル
【図１】
2015190081.tif 000019
【図２】
2015190081.tif 000020
【図３】
2015190081.tif 000021