JP2015183308A - 極細繊維不織布および不織布の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吐出された紡糸液2に対し、紡糸液2の吐出方向と平行を成すように加熱ガスを吐出し紡糸を行うことで、加熱ガスおよび随伴気流による紡糸液の細径化を十分に行うことができる。更に、吐出された紡糸液2を加熱できるヒーター3を備えているため、細径化途中の紡糸液2が液吐出部から捕集体の間を飛翔する間に固化するのを防止でき、加熱ガスおよび随伴気流による紡糸液の細径化が成され易い。そのため、紡糸液の細径化が効率良く行われて、ショットやビーズが生じ難くなり、縦方向および横方向の伸び率が20%以上のサブミクロンオーダーの平均繊維径の極細繊維不織布を製造する方法。繊維成分としてポリオレフィン樹脂を含む、極細繊維不織布。
【選択図】図1
Description
そして、極細繊維不織布は、例えば分離性能、液体保持機能、払拭性能、隠蔽性能、柔軟性など種々の性能に優れることから、例えばフィルタやマスクあるいは貼付薬用基材や電気化学素子用セパレータなどの様々な産業用資材として有用である。
例えば、伸張性に劣る極細繊維不織布をフィルタ用途に使用する場合、フィルタが目詰まりするなどしてフィルタの通気抵抗が上昇することでフィルタへ濾過上流側から濾過下流側へ向けて力がかかると、あるいは、極細繊維不織布をフィルタとして使用するために加工(例えば、プリーツ加工など)を施す際に力がかかると、極細繊維不織布に破断が生じて濾過性能の低下を招く原因となった。また、伸張性に劣る極細繊維不織布を電気化学素子用セパレータ用途に使用する場合、電気化学素子を調製するため電極間に挟み込み巻回するなど電気化学素子へ組み込む際の加工を施す際に力がかかると、極細繊維不織布に破断が生じて電気化学素子に短絡を発生させる原因となった。
そのため、伸張性に富む極細繊維不織布が求められていた。
(1)「縦方向および横方向の伸び率が20%以上である、サブミクロンオーダーの平均繊維径を有する極細繊維不織布。」
(2)「繊維成分としてポリオレフィン系樹脂を含む、請求項1記載の極細繊維不織布。」
(3)「請求項1または請求項2に記載の極細繊維不織布を備える、フィルタ。」
(4)「加熱溶融したポリマーの紡糸液を吐出できる液吐出部(Nl)と、
前記液吐出部(Nl)よりも上流側に位置し、加熱ガスを吐出できるガス吐出部(Ng)を備えると共に、
(i)液吐出部(Nl)の液吐出口(El)を端部とする液用柱状中空部(Hl)を有する、
(ii)ガス吐出部(Ng)のガス吐出口(Eg)を端部とするガス用柱状中空部(Hg)を有する、
(iii)液用柱状中空部(Hl)を延長した液仮想柱状部(Hvl)とガス用柱状中空部(Hg)を延長したガス仮想柱状部(Hvg)とは隣接している、
(iv)液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)とが平行である、
(v)ガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)に対して垂直な平面(C)で切断した時に、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さが、液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の50%以下である、
という上述した(i)〜(v)の条件を満足する紡糸単位を有しており、
前記液吐出部(Nl)よりも下流側に位置し、前記液吐出部(Nl)から吐出された紡糸液を加熱できるヒーターと、
前記液吐出部(Nl)から吐出された前記紡糸液が細径化してなる繊維を捕集可能な捕集体を有する、
不織布の製造装置。」
である。
本発明に係る不織布の製造装置が、伸張性に富む極細繊維不織布を製造できる理由は完全には明らかになっていないが、以下の効果が発揮されるためだと考えられる。
メルトブロー装置では、吐出された加熱溶融したポリマーの紡糸液(以降、紡糸液と称することがある)に対し、紡糸液の吐出方向と交差するように加熱ガスを吐出する。そのため、紡糸液が吐出された加熱ガスおよび随伴気流による剪断力によって引き千切られるようにして細径化するため、紡糸液の細径化が十分に行われずショットやビーズ(粒子形状の樹脂)が生じ易くなる。
それに対し本発明の不織布の製造装置では、吐出された紡糸液に対し、紡糸液の吐出方向と平行を成すように加熱ガスを吐出する。そのため、紡糸液が吐出された加熱ガスおよび随伴気流によって、紡糸液の吐出方向へ引き伸ばされるようにして細径化するため、紡糸液の細径化が十分に行われてショットやビーズが生じ難くなると考えられる。
更に、本発明の不織布の製造装置は吐出された紡糸液を加熱できるヒーターを備えているため、細径化途中の紡糸液が液吐出部から捕集体の間を飛翔する間に固化するのを防止でき、加熱ガスおよび随伴気流による紡糸液の細径化が成され易い。そのため、紡糸液の細径化が効率良く行われて、更に、ショットやビーズが生じ難くなると考えられる。
そのため、本発明の不織布の製造装置により紡糸した繊維を捕集することで、ショットやビーズの存在する割合が低く繊維割合が高い極細繊維不織布を製造できるため、伸張性に富む極細繊維不織布を製造できると考えられる。
1.伸び率(%)の測定対象となる不織布を用意し、前記不織布の主面と平行をなす任意の方向を決める。
2.不織布から前記任意の方向と長さ方向が一致するようにして、試験片A(形状:長方形、長さ:150mm、幅:50mm)を5枚採取する。次いで、不織布の前記任意の方向と幅方向が一致するようにして試験片B(形状:長方形、長さ:150mm、幅:50mm)を5枚採取する。なお、試験片において幅方向と長さ方向は互いに直交する方向である。
3.採取した各試験片Aおよび各試験片Bを、定速伸長型引張試験機(オリエンテック社製、テンシロン)へ供し、試験片が破断するまでの最大荷重を測定する。なお、測定は初期つかみ間隔:100mm、引張速度:50mm/分の条件で行う。
4.測定された各試験片Aの最大荷重時のつかみ間隔(mm)の平均値を算出する。次いで、測定された各試験片Bの最大荷重時のつかみ間隔(mm)の平均値を算出する。
5.各試験片Aおよび各試験片Bにおいて算出された、各最大荷重時のつかみ間隔(mm)の平均値を以下の数式へ代入することで、試験片Aおよび試験片Bの伸び率(%)を各々算出する。
a={(b−c)/c}×100
a:伸び率(%)
b:最大荷重時のつかみ間隔(mm)の平均値
c:初期つかみ間隔(mm)
6.算出された試験片Aの伸び率(%)を不織布における縦方向の伸び率(%)とし、算出された試験片Bの伸び率(%)を不織布における横方向の伸び率(%)とする。
極細繊維不織布の平均繊維径は、極細繊維不織布の主面および断面の電子顕微鏡写真から無作為に選んだ50本の繊維の各繊維直径を測定し、測定された各繊維直径の算術平均値を平均繊維径とする。なお、繊維直径は繊維の断面積と同じ面積をもつ円の直径をいう。
更には、これらの繊維成分を混ぜ合わせたものであってもよい。
繊維成分としてポリオレフィン系樹脂を含む極細繊維不織布は、加熱溶融したポリオレフィン系樹脂を含むポリマーの紡糸液を紡糸して捕集することで製造でき、例えば、後述する本発明の不織布の製造装置によって製造できる。
なお、後述する本発明の不織布の製造装置を用いて極細繊維不織布を製造する場合には、加熱溶融したポリマーを吐出することで紡糸して不織布を製造する必要があることから、上述したポリマーのうち熱可塑性を有するものを採用するのが好ましい。
なお、これらの添加剤は極細繊維不織布を構成する繊維中に混合した状態で存在していても、前記繊維表面に粒子状あるいは皮膜状に存在していてもよい。
目付は、1〜100g/m2であるのが好ましく、3〜70g/m2であるのがより好ましく、5〜50g/m2であるのが最も好ましい。厚さは、1μm〜10mmであるのが好ましく、10μm〜7mmであるのがより好ましく、30μm〜5mmであるのが最も好ましい。
なお、本発明でいう「目付」とは、主面における面積1m2あたりの質量をいい、主面とは面積が広い部分の面をいう。また、本発明でいう「厚さ」とは、厚さ測定器(ミツトヨ社製、コードNo.547−401、測定力:3.5N以下、測定箇所:10箇所)により得られた10点の測定値の算術平均値を厚さとする。
特に、極細繊維不織布を構成している繊維が連続繊維を含んでいると、発塵し難くなるため様々な産業用資材(特に、フィルタやマスクなど)として有用な極細繊維不織布を提供でき好ましい。連続繊維を含んでいる極穂細繊維不織布は、例えば、後述する本発明の不織布の製造装置によって調製できる。
なお、積層方法として、例えば、極細繊維不織布と素材をただ重ね合わせるだけの方法、極細繊維不織布と素材をカレンダーロールなどにより加圧して一体化する方法、極細繊維不織布と布帛の構成繊維同士を絡合させて積層一体化する方法、極細繊維不織布あるいは素材が熱可塑性樹脂を含んでいる場合には熱可塑性樹脂を融解させることで積層一体化する方法、極細繊維不織布と素材同士をバインダによって積層一体化する方法、素材の主面に極細繊維不織布の構成繊維を捕集することで素材の主面上に極細繊維不織布を形成する方法などを採用できる。
特に、後述する本発明の不織布の製造装置を用いて、素材の主面に極細繊維不織布の構成繊維を捕集することで素材の主面上に極細繊維不織布を形成すると、素材と極細繊維不織布の一体化を複雑な工程へ供することなく強固に行うことが容易となり好ましい。
特に、伸張性に富む極細繊維不織布を調製可能であることから、後述する本発明の不織布の製造装置を用いて極細繊維不織布を調製するのが好ましい。
また、図1に図示しているように、不織布の製造装置(10)の紡糸単位(1)側から見た際の捕集体(4)の裏面側にサクション装置(6)を設けることで、繊維化した紡糸液(2)が捕集体(4)上に捕集されるのを補助してもよい。このとき、サクション装置(6)が吸引するガスの体積はガス吐出部(Ng)から吐出されたガスの体積や、製造しようとする不織布(5)の態様によって、適宜調整する。
(i)液吐出部(Nl)の液吐出口(El)を端部とする液用柱状中空部(Hl)を有する、
(ii)ガス吐出部(Ng)のガス吐出口(Eg)を端部とするガス用柱状中空部(Hg)を有する、
(iii)液用柱状中空部(Hl)を延長した液仮想柱状部(Hvl)とガス用柱状中空部(Hg)を延長したガス仮想柱状部(Hvg)とは隣接している、
(iv)液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)とが平行である、
(v)ガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)に対して垂直な平面(C)で切断した時に、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さが、液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の50%以下である。
すると、紡糸液は液用柱状中空部(HI)を通り液吐出口(EI)から液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(Al)における上流側から下流側(図1−3における、紙面上の上方向側から下方向側)へ向かい吐出され、加熱ガスはガス用柱状中空部(Hg)を通りガス吐出口(Eg)からガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)における上流側から下流側(図1−3における、紙面上の上方向側から下方向側)へ向かい吐出される。
しかも平面Cにおいて、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さが、1つあたりの液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の50%以下であるため、
・図2に図示しているように、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(HI)の切断面の外周間の距離が最も短い直線(L1)を、1本だけ引くことができる状態にある場合には、紡糸液に対して1本の直線状に加熱ガスおよび随伴気流による剪断作用を与えることができ、
・図3に図示しているように、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(HI)の切断面の外周間の距離が最も短い直線(図示せず)を、複数引くことができる状態にある場合であっても、紡糸液に対して複数本の直線状にガスおよび随伴気流による剪断作用を与えることができることで、
吐出された紡糸液(2)の細径化を十分に行うことができ、ショットやビーズが生じ難くなり安定して紡糸できる。
なお、図2では前記直線(L1)を1本だけ引くことができる状態にある紡糸単位(1)を図示している。この場合、前記直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さは、1つあたりの液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の、0%よりも大きく0%に近い値(50%以下の値である)をなすとみなす。
また、図3では、平面Cにおける断面形状が正方形のガス用柱状中空部(Hg)、および、断面形状が正方形の液用柱状中空部(HI)を備えると共に、ガス用柱状中空部(Hg)の断面における一辺と液用柱状中空部(HI)の断面における一辺が平行を成す紡糸単位(1)を図示している。この場合、前記直線(図示せず)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さは、1つあたりの液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の25%である。
そして、液吐出口(EI)の面積は適宜調整するが、0.01〜0.28mm2であるのが好ましく、0.02〜0.07mm2であるのがより好ましい。0.01mm2よりも小さいと、粘度の高い紡糸液を吐出するのが困難になる傾向があり、0.28mm2を超えると、吐出された紡糸液(2)全体に剪断作用を働かせることが困難となり、ショットやビーズが生じやすい傾向がある。
また、ガス吐出口(Eg)の形状はスリット状(長方形)であると、単位長さあたりに存在する紡糸単位(1)の数を多くできる。
液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(AI)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)とが平行であるため、吐出された紡糸液に対してガス及び随伴気流を安定的に作用させて、安定して紡糸できる。これら吐出方向中心軸(Al、Ag)が交差又はねじれの位置にあると、ガス及び随伴気流による剪断力が作用しないか、作用したとしても不均一であることから、安定して繊維を紡糸することができない。
この「平行」であるとは、液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(AI)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)とが同一平面上に平行をなした状態で存在することを意味する。
なお、液用柱状中空部(HI)を延長した液仮想柱状部(HvI)は液吐出部(Nl)から吐出された紡糸液(2)の吐出直後の飛翔経路であり、ガス用柱状中空部(Hg)を延長したガス仮想柱状部(Hvg)はガス吐出口(Eg)から吐出されたガスの吐出直後の噴出経路である。
図1では、紡糸液(2)が飛翔し通過する空間を挟むように2台のヒーター(3)を備えた不織布の製造装置(10)を図示しているが、不織布の製造装置(10)が備えるヒーター(3)の台数は1台であっても良く、前記空間を一方向側から加熱する態様であってもよい。また、紡糸液(2)が飛翔し通過する空間を囲むように複数台のヒーター(3)を設ける、あるいは、紡糸液(2)が飛翔し通過する空間を囲むリング状ヒーター(3)を設けてもよい。更には、液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(Al)に沿って紡糸液(2)が飛翔し通過する空間に複数のヒーター(3)を並べて設けてもよい。このとき、各ヒーター(3)の加熱温度は同一であっても、液吐出部(Nl)側に設けたヒーター(3)の加熱温度が捕集体(4)側に設けたヒーター(3)の加熱温度よりも高温になるようにしても、液吐出部(Nl)側に設けたヒーター(3)の加熱温度が捕集体(4)側に設けたヒーター(3)の加熱温度よりも低温になるようにしてもよい。
また、図1では、液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(Al)における液吐出口(El)からの最短距離(d2)が同じ長さとなる位置に設けた2台のヒーター(3)を備える不織布の製造装置(10)を図示しているが、一方のヒーター(3)が液吐出口(El)に寄った態様であってもよい。
また、液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(Al)における液吐出口(El)とヒーター(3)との最短距離(d2)は、ヒーター(3)の加熱温度あるいは紡糸液の吐出量や加熱ガスの吐出量によって適宜調整するが、0mm〜200mmであることができ、5mm〜100mmであることができ、10mm〜50mmであることができる。
そして、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)におけるヒーター(3)と捕集体(4)との最短距離(d4)は適宜調整するが、0mm〜200mmであることができ、5mm〜100mmであることができる。
なお、上述したヒーター(3)の諸設定は、伸張性に富む極細繊維不織布(5)を調製できるように適宜調整する。
捕集体(4)の種類は適宜調整するが、布帛や通気性フィルムあるいは通気性発泡体などの通気性部材を用いることができる。図1に図示しているような平板状あるいはシート状の形状以外にも、ドラム形状やベルトコンベア形状の捕集体(4)を用いてもよい。
液用柱状中空部(HI)の吐出方向中心軸(Al)における液吐出口(El)と捕集体(4)との最短距離(d5)は、紡糸液の吐出量や加熱ガスの吐出量あるいはヒーター(3)の加熱温度によって適宜調整するが、30mm〜1000mmであることができ、50mm〜500mmであることができ、100mm〜300mmであることができる。
紡糸液と捕集体(4)との間に電位差を形成するために、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機などの電源を捕集体(4)又は紡糸液に接触させ、捕集体(4)又は紡糸液の一方に電圧を印加すると共に電源を接触させなかった方をアースする方法、あるいは、紡糸液と捕集体(4)の双方に前記電源を接触させ、紡糸液と捕集体(4)の間に電圧差が生じるように電圧を印加する方法を挙げることができる。なお、印加する極性は正であっても負であっても良い。
あるいは、紡糸液と捕集体(4)との間に電位差を形成する代わりに、不織布の製造装置(10)の紡糸単位(1)側から見た際の捕集体(4)の裏面側に対向電極を配置すると共に、紡糸液と対向電極との間に電位差を形成してもよい。
紡糸液と捕集体(4)又は対向電極との間に形成される電位差は、紡糸液に含まれているポリマーの種類や紡糸液の導電性、上述した紡糸条件などにより適宜調整するのが好ましいが、1.5kV/cm以下であるのが好ましい。電位差が1.5kV/cmを超えると、ガスの剪断作用による紡糸よりも静電紡糸法と同様の電圧による紡糸が支配的となるが、加熱ガスの作用も受けてショットやビーズが生じる恐れがある。また、下限値は適宜調整するが0.05kV/cm以上であるのが現実的である。
繊維径のCV値は、不織布を以下に説明する方法へ供し算出した。
1.不織布の電子顕微鏡写真を分析し、平均繊維径(Xav)を算出する。
2.平均繊維径(Xav)を算出するための測定対象となった、50本の繊維の各繊維直径の測定値をもとに、標準偏差値(SD)を算出する。
3.次の式から繊維径のCV値(変動係数)を算出する。
繊維径のCV値=(SD/Xav)×100
(不織布の製造装置の準備)
円柱状の貫通孔(液用柱状中空部(Hl))を331個備える金属板A(前記貫通孔は金属板Aの主面および短辺と平行をなす)の一方の主面上に、一方の主面に半円形の柱状の溝を331個備える長方形状の金属板B(前記溝は金属板Bの主面および短辺と平行をなす)を前記溝が当接するようにして積層し、331個の紡糸単位を備えるダイを構成した。
このようにして構成した以下の構造を有するダイを備える不織布の製造装置(10)を準備した。なお、不織布の製造装置が備えるダイの、平面Cにおける模式的断面図を図4に図示する。
(液吐出部(Nl)の構成)
・液吐出部(Nl):円柱状の貫通孔を331個備える、長辺:400mm、短辺100mm、厚さ50mmの長方形状の金属板A(前記貫通孔は金属板Aの主面および短辺と平行をなす)、
・平面Cにおける液吐出口(El)の断面形状:直径0.15mmの円形、
・液用柱状中空部(Hl):底面が直径0.15mmの円形であり高さ100mmの円柱状、
・平面Cにおける隣接する液吐出口(El)同士の距離:1mm、
・液吐出口(El)の数:331個。
(ガス吐出部(Ng)の構成)
・ガス吐出部(Ng):金属板Aの一方の主面上に、一方の主面に半円形の柱状の溝を331個備える長辺400mm、短辺50mm、厚さ:30mmの長方形状の金属板B(前記溝は金属板Bの主面および短辺と平行をなす)を、前記溝部分が金属板Aの一方の主面に当接するようにして積層することで構成、
・平面Cにおけるガス吐出口(Eg)の断面形状:直径0.15mmの円形の中心を通り二等分してなる半円形、
・ガス用柱状中空部(Hg):底面がガス吐出口(Eg)と同じ形状の半円形であり高さ100mmの半円形の柱状、
・平面Cにおける隣接するガス吐出口(Eg)同士の距離:1mm、
・ガス吐出口(Eg)の数:331個。
(液吐出部(Nl)とガス吐出部(Ng)の配置)
・液吐出部(Nl)よりも、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における上流側に、ガス吐出部(Ng)が存在、
・液吐出口(El)よりも、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における上流側に、ガス吐出口(Eg)と液吐出口(EI)との最短距離(d1)が3mmとなる位置にガス吐出口(Eg)が存在、
・液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)の関係:平行、
・各紡糸単位における、液仮想柱状部(Hvl)とガス仮想柱状部(Hvg)の最短距離:各々0.275mm、
・平面Cにおける各ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と、各液用柱状中空部(HI)の切断面の外周間の距離が最も短い直線(L1)の本数:各紡糸単位につき1本ずつ、
・液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長に占める、前記直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さ:0%よりも大きく0%に近い値(50%以下の値である)。
そして、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における下流側に、ダイの各液吐出口(El)との最短距離(d5)が200mmとなる位置に捕集体(4)として1.6m/minの速度で移動するベルトコンベアネット(80メッシュ)を配置した。このとき、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とネットの主面は直交するように配置した。また、紡糸単位(1)側から見た際のベルトコンベアネットの裏面側に、サクション装置(6)としてサクションボックス(サクション口の大きさ:80mm×350mm、吸引量:50m3/min、風速:20m/sec)を配置した。
そして、最後に液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における下流側に、ダイの各液吐出口(El)からの最短距離(d2)が3mmであり、ヒーター同士の間隔(d3)が30mmとなるようにして、紡糸液(2)が飛翔し通過する空間を挟むように2台のシースヒータ(加熱温度:350℃)を設置することで、液吐出部(Nl)から吐出された紡糸液(2)をシースヒーターにより加熱できるようにした。このとき、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)におけるベルトコンベアネットとシースヒーターとの最短距離(d4)は100mmであった。
押出し機により240℃に加熱して融解したポリプロピレン樹脂(メルトインデックス:1500)をダイへ供給し、融解したポリプロピレン樹脂を1個の液吐出口(El)あたり0.5g/hour吐出した。また、圧縮機により400℃に加熱した空気をダイへ供給し、加熱した空気を1個のガス吐出口(Eg)あたり1.35NL/min吐出した。
各液吐出口(El)から吐出された融解したポリプロピレンを飛翔させ、細径化することで繊維化した繊維をベルトコンベアネットの主面上に捕集して、不織布(目付:5g/m2、厚さ:30μm)を製造した。
実施例1の不織布の製造装置からシースヒータを取り外してなる不織布の製造装置を用いたこと以外は、実施例1と同様にして不織布(目付:5g/m2、厚さ:40μm、構成繊維として連続繊維を含む)を製造した。このようにして製造した不織布の平均繊維径は2.5μm(繊維径のCV値:0.6)であった。
(不織布の製造装置の準備)
実施例1で使用した金属板Aの一方の主面上に、スリット形状の貫通孔を1個備える長方形状の金属板C(前記貫通孔は金属板Cの主面および短辺と平行をなす)を、角度をつけて配置することで、331個の紡糸単位を備えるダイを構成した。
このようにして構成した以下の構造を有するダイを備える不織布の製造装置(10)を準備した。
(ガス吐出部(Ng)の構成)
・ガス吐出部(Ng):スリット形状の貫通孔を1個備える長辺400mm、短辺50mm、厚さ30mmの長方形状の金属板C(前記貫通孔は金属板Cの主面および短辺と平行をなす)、
・平面Cにおけるガス吐出口(Eg)の断面形状:幅0.6mm、長さ:350mmのスリット状
・ガス用柱状中空部(Hg):底面が幅0.6mm、長さ:350mmのスリット状であり高さ50mmの角柱状
・ガス吐出口(Eg)の数:1個。
(液吐出部(Nl)とガス吐出部(Ng)の配置)
・液吐出部(Nl)よりも、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における上流側に、ガス吐出部(Ng)が存在、
・液吐出口(El)よりも、液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)における上流側に、ガス吐出口(Eg)と液吐出口(EI)との最短距離(d1)が3mmとなる位置にガス吐出口(Eg)が存在、
・液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)の関係:平行ではなく、両中心軸同士が交差、
・各紡糸単位における、液仮想柱状部(Hvl)とガス仮想柱状部(Hvg)の最短距離:各々0.275mm、
・平面Cにおけるガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と、各液用柱状中空部(HI)の切断面の外周間の距離が最も短い直線(L1)の本数:各紡糸単位につき1本ずつ、
・液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長に占める、前記直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さ:0%よりも大きく0%に近い値(50%以下の値である)
比較例2の不織布の製造装置からシースヒータを取り外してなる不織布の製造装置を用いたこと以外は、比較例2と同様にして不織布(目付:5g/m2、厚さ:40μm)を製造した。
そのため、本発明により、エアフィルタや液体フィルタ、アルカリ電池用やリチウム電池用あるいはキャパシタ用などの電気化学素子用セパレータ、マスクや貼付薬用基材などの衛生材料、吸音材などの様々な産業用資材として有用な、伸張性に富む極細繊維不織布を提供できる。
1・・・紡糸単位
2・・・吐出された紡糸液
3・・・ヒーター
4・・・捕集体
5・・・不織布
6・・・サクション装置
d1・・・液用柱状中空部の吐出方向中心軸における、ガス吐出口と液吐出口との最短距離
d2・・・液用柱状中空部の吐出方向中心軸における、液吐出口とヒーターとの最短距離
d3・・・ヒーター同士の間隔
d4・・・液用柱状中空部の吐出方向中心軸における、ヒーターと捕集体との最短距離
d5・・・液用柱状中空部の吐出方向中心軸における、液吐出口と捕集体との最短距離
Nl・・・液吐出部
El・・・液吐出口
Hl・・・液用柱状中空部
Hvl・・・液仮想柱状部
Al・・・吐出方向中心軸
Ng・・・ガス吐出部
Eg・・・ガス吐出口
Hg・・・ガス用柱状中空部
Hvg・・・ガス仮想柱状部
Ag・・・吐出方向中心軸
C・・・ガス用柱状中空部の吐出方向中心軸に対して垂直な平面
L1・・・ガス用柱状中空部の切断面の外周と液用柱状中空部の切断面の外周との距離が最も短い直線
Claims (4)
- 縦方向および横方向の伸び率が20%以上である、サブミクロンオーダーの平均繊維径を有する極細繊維不織布。
- 繊維成分としてポリオレフィン系樹脂を含む、請求項1記載の極細繊維不織布。
- 請求項1または請求項2に記載の極細繊維不織布を備える、フィルタ。
- 加熱溶融したポリマーの紡糸液を吐出できる液吐出部(Nl)と、
前記液吐出部(Nl)よりも上流側に位置し、加熱ガスを吐出できるガス吐出部(Ng)を備えると共に、
(i)液吐出部(Nl)の液吐出口(El)を端部とする液用柱状中空部(Hl)を有する、
(ii)ガス吐出部(Ng)のガス吐出口(Eg)を端部とするガス用柱状中空部(Hg)を有する、
(iii)液用柱状中空部(Hl)を延長した液仮想柱状部(Hvl)とガス用柱状中空部(Hg)を延長したガス仮想柱状部(Hvg)とは隣接している、
(iv)液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸(Al)とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)とが平行である、
(v)ガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸(Ag)に対して垂直な平面(C)で切断した時に、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線(L1)を引く事ができる液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周の長さが、液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周長の50%以下である、
という上述した(i)〜(v)の条件を満足する紡糸単位を有しており、
前記液吐出部(Nl)よりも下流側に位置し、前記液吐出部(Nl)から吐出された紡糸液を加熱できるヒーターと、
前記液吐出部(Nl)から吐出された前記紡糸液が細径化してなる繊維を捕集可能な捕集体を有する、
不織布の製造装置。
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