由极细纤维构成的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的制造方法及用于制造该熔喷无纺布的装置

摘要

微粒捕捉性及通气性优异的极细纤维熔喷无纺布利用下述的熔喷法获得，该熔喷法使用具有多个微细纺丝喷嘴及空气喷嘴的导丝嘴(1)、具有多孔性的外周部并从内部进行吸引的旋转的吸引滚筒(2)以及覆盖吸引滚筒(2)的上下一对吸引罩(3a、3b)，(1)使导丝嘴(1)与吸引滚筒(2)之间的间隔处于熔融聚合物的延伸结束、且所获得的聚合物纤维实际上不会产生振动的范围内来抑制所述聚合物纤维的断丝及缠绕，(2)将吸引滚筒(2)的外周面与吸引罩(3a、3b)的导丝嘴侧端部之间的间隔设定为即使在熔喷无纺布的表面附着或接触有断丝的纤维也能吸引除去。

说明书

技术领域

本发明涉及抑制纤维缠绕以及浮游纤维的附着、即使布料密度(目付) 小最大细孔径及平均细孔径也小、且微粒捕捉性和通气性双方均优异的由 极细纤维构成的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的制造方法及用于制造该熔喷 无纺布的装置。

背景技术

熔喷无纺布由与纺粘无纺布相比极细的纤维构成，因此微粒捕捉性优 异，用于液体过滤器、气体过滤器等，且由于电极间的绝缘性、电解液的 保持性优异，也用于电池隔板等。熔喷无纺布例如由加工性、耐药品性等 优异的聚烯烃构成，但为了进一步提高微粒捕集性，谋求聚烯烃纤维的进 一步的极细化及最大细孔径和平均细孔径的降低。

日本特开平6-25958号公开了以200～285℃的喷嘴温度对温度230℃ 及负载2.16kg的熔融指数为500～2,000g/10分钟的聚丙烯进行纺丝而成 的、由纤维直径变动率小的聚丙烯极细纤维构成的熔喷无纺布的制造方 法。日本特开2002-201560号公开了由熔体动速为1,200g/10分钟以上、 分子量分布(Mw/Mn)为2.5以下的聚丙烯构成的、平均纤维直径为2.0μm 以下的极细纤维的熔喷无纺布的制造方法。但是，日本特开平6-25958号 及日本特开2002-201560号记载的方法不能充分防止聚丙烯极细纤维的缠 绕及浮游纤维向获得的无纺布的附着，因此，利用这些方法不能获得微粒 捕捉性及通气性双方均优异的熔喷无纺布。

日本特表2009-534548号公开了一种熔喷纺丝装置，该熔喷纺丝装置 具有长度L与最大横截面尺寸D的比率L/D为20以上的纺丝喷嘴，通 过以非常低的通过量(throughput)或聚合物流速进行纺丝来制造由直径 小于0.5μm的聚丙烯纤维构成的无纺布。但是，在使用该装置利用熔喷法 制造由极细的聚丙烯纤维构成的无纺布时，会产生纤维的缠绕、浮游纤维 向获得的无纺布的附着，不能获得微粒捕捉性及通气性双方均优异的熔喷 无纺布。

发明内容

发明要解决的技术问题

因此，本发明的目的在于提供抑制纤维缠绕以及浮游纤维的附着、即 使布料密度小最大细孔径及平均细孔径也小、且微粒捕捉性和通气性双方 均优异的由极细纤维构成的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的制造方法及用于 制造该熔喷无纺布的装置。

用于解决技术问题的技术手段

鉴于上述目的仔细研究的结果，本申请发明人等发现，(1)通过使导 丝嘴与吸引滚筒之间的间隔处于熔融聚合物的延伸结束且所获得的所述 聚合物纤维实际上不产生振动的范围内，能抑制所述聚合物纤维的断丝及 缠绕，并且，(2)通过将吸引滚筒的外周面与吸引罩的导丝嘴侧端部之 间的间隔设定为即使在所获得的熔喷无纺布的表面附着或接触有断丝的 纤维也能吸引除去，即使产生所述聚合物纤维的缠绕及浮游纤维，也能抑 制它们的附着，结果能获得即使布料密度小最大细孔径及平均细孔径也 小、微粒捕捉性及通气性双方均优异的由极细纤维构成的熔喷无纺布，从 而想到了本发明。

即，本发明的方法是由极细纤维构成的熔喷无纺布的制造方法，

该方法使用下述熔喷装置，该熔喷装置具有：导丝嘴，其具有直径 200μm以下的多个纺丝喷嘴和位于该多个纺丝喷嘴两侧的空气喷嘴；吸引 滚筒，其设于所述导丝嘴的附近，具有多孔性的外周部；一对吸引罩，其 以覆盖所述吸引滚筒的方式设在所述导丝嘴的上游侧及下游侧的位置，

在该方法中，使用所述熔喷装置，将从所述纺丝喷嘴喷出的熔融聚合 物利用从所述空气喷嘴喷出的加热空气延伸，将所获得的所述聚合物的极 细纤维捕集到吸引滚筒上，由此制造由数均纤维直径1μm以下、纤维直径 分布(重均纤维直径/数均纤维直径)1.3以下、纤维直径变动率55％以下 的极细纤维构成的熔喷无纺布，

所述由极细纤维构成的熔喷无纺布的制造方法的特征在于，

(1)将所述导丝嘴与所述吸引滚筒之间的间隔设定在所述熔融聚合 物的延伸结束、且所获得的所述聚合物纤维实际上不产生振动的范围内； (2)将所述吸引滚筒的外周面与所述吸引罩的导丝嘴侧端部之间的间隔 设定为即使在所获得的熔喷无纺布的表面附着或接触有断丝的纤维也能 吸引除去的范围内。

优选为，每个所述纺丝喷嘴的熔融聚合物的喷出量为50mg/分钟以下， 所述加热空气的喷出流速为100m/秒以上。优选为，每单位宽度的所述加 热空气的喷出量为800Nm³/hr/m以上。优选为，所述吸引滚筒的每单位宽 度的吸引量为所述加热空气的喷出量的5倍以上，所述一对吸引罩的合计 吸引量与所述吸引滚筒的吸引量(不换算为每单位宽度的吸引量)之比为 0.2～0.9。

优选为，所述导丝嘴及所述加热空气的温度为(所述聚合物的熔点)～ (所述聚合物的熔点+50℃)。

作为所述聚合物，优选使用具有1,000～2,000g/10分钟的熔体动速(JIS K7210、230℃、负载2,160g)的聚丙烯。

本发明的装置是由极细纤维构成的熔喷无纺布的制造装置，所述极细 纤维的数均纤维直径为1μm以下、纤维直径分布(重均纤维直径/数均纤 维直径)为1.3以下、纤维直径变动率为55％以下，所述制造装置的特征 在于，

具有：导丝嘴，其具有直径200μm以下的多个纺丝喷嘴和位于该多个 纺丝喷嘴两侧的空气喷嘴；吸引滚筒，其设于所述导丝嘴的附近，具有多 孔性的外周部；一对吸引罩，其以覆盖所述吸引滚筒的方式设在所述导丝 嘴的上游侧及下游侧的位置，其中，

(a)所述导丝嘴与所述吸引滚筒之间的间隔设定为所述熔融聚合物 的延伸结束、且所获得的所述聚合物纤维实际上不产生振动的范围内，(b) 所述吸引滚筒的外周面与所述吸引罩的导丝嘴侧端部之间的间隔设定为 即使在所获得的熔喷无纺布的表面附着或接触有断丝的纤维也能吸引除 去的范围内。

以上述方法及装置为基础，优选为，所述导丝嘴与所述吸引滚筒之间 的间隔为30～100mm。优选为，所述吸引滚筒的外周面与所述吸引罩的导 丝嘴侧端部之间的间隔为10～40mm。

优选为，所述吸引滚筒的所述导丝嘴侧的半周面中的、被所述一对吸 引罩覆盖的比例为60～90％。优选为，所述吸引滚筒的吸引区域相对于外 周面的面积比例为1/6～1/3。

优选为，所述纺丝喷嘴以每1英寸50个以上的密度在导丝嘴上配设 一列。

本发明的熔喷无纺布的特征在于，由数均纤维直径为1μm以下、纤维 直径分布(重均纤维直径/数均纤维直径)为1.3以下、纤维直径变动率为 55％以下的极细纤维构成。

优选为，熔喷无纺布的数均纤维直径为0.7μm以下。另外，优选为， 熔喷无纺布的平均布料密度为12g/m²以下，利用泡点法求出的最大细孔径 及平均细孔径分别为12μm以下及6μm以下，通气度(JIS L 1096)为 5mL/cm²/秒以上。优选为，极细纤维由具有1,000～2,000g/10分钟的熔体 动速(JIS K7210、230℃、负载2,160g)的聚丙烯构成。

发明效果

本发明的熔喷无纺布由平均纤维直径小、纤维直径分布窄的极细纤维 形成，因此，即使布料密度小也具有小的最大细孔径及平均细孔径。因此， 微粒捕捉性及通气性双方均优异，能长期维持高的微粒捕捉性能。因此， 本发明的无纺布对轻量及小体积的液体过滤器、气体过滤器、防尘面罩、 电池隔板等有用。另外，通过层叠本发明的无纺布，能获得具有高微粒捕 捉性能的过滤器、隔板。

本发明的熔喷无纺布的制造方法及该熔喷无纺布的制造方法所使用 的装置，(1)由于将导丝嘴与吸引滚筒之间的间隔设定为熔融聚合物的 延伸结束、且所获得的所述聚合物纤维实际上不产生振动的范围内，因此， 能抑制所述聚合物纤维的断丝及缠绕，(2)由于将吸引滚筒的外周面与 吸引罩的导丝嘴侧端部之间的间隔设定为即使在所获得的熔喷无纺布的 表面附着或接触有断丝的纤维也能吸引除去的范围内，因此，能有效地除 去由断丝产生的飞散纤维，因此，能获得由平均纤维直径小、纤维直径分 布窄的极细纤维构成的熔喷无纺布。

附图说明

图1是表示本发明的熔喷无纺布的制造装置的一例的横向剖视图。

图2是表示图1的装置中的吸引滚筒的内部结构的分解立体图。

图3是表示图1的装置中的吸引滚筒的内部结构的长边方向剖视图。

图4是切除表示图1装置的一部分的局部剖面主视图。

图5是表示图1装置中的聚合物纤维的捕集部位附近的放大局部剖视 图。

图6是表示吸引罩覆盖吸引滚筒的覆盖区域的示意图。

图7是表示图1的熔喷装置中的导丝嘴的内部结构的剖视图。

图8是表示图7的导丝嘴的主要部分的局部放大剖视图。

图9是表示构成图7的导丝嘴的纺丝喷嘴的带有槽的板的一方的局部 俯视图。

图10是表示图7的导丝嘴中的纺丝喷嘴的排列的局部主视图。

图11是表示从一列导丝嘴喷出的聚合物纤维的流动的示意图。

图12是表示本发明的熔喷无纺布的制造装置的另一例的剖视图。

图13是表示在比较例1中使用的熔喷装置的剖视图。

图14是表示在比较例2中使用的熔喷装置的剖视图。

图15是表示实施例1～3及比较例6的熔喷无纺布的纤维直径分布的 坐标图。

图16是表示用于利用泡点法求出平均细孔径及最大细孔径的压力-透 过流量曲线的坐标图。

具体实施方式

[1]原料树脂

作为构成熔喷无纺布的聚合物，只要是成为能熔喷的熔融聚合物的热 塑性树脂即可。作为能熔喷的热塑性树脂，举出有聚乙烯、聚丙烯等聚烯 烃、聚酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺等。本发明的由极细纤维构成的 熔喷无纺布优选聚烯烃或聚酯，特别优选聚烯烃。

作为所述聚烯烃，举出丙烯、乙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、4-甲基 戊烯-1等α-烯烃的均聚物或这些α-烯烃的两种以上的无规共聚物或嵌段 共聚物。其中优选聚丙烯，特别优选具有1,000～2,000g/10分种的熔体动 速(MFR)的聚丙烯。通过使用MFR为1,000g/10分钟以上的聚丙烯，能 使熔融混炼温度及喷出温度比较低。若MFR小于1,000g/10分钟，则必须 提高熔融混炼温度，不仅喷出纤维彼此容易熔接，纤维直径分布变宽，而 且也容易产生纤维断丝。另一方面，若MFR超过2,000g/10分钟，则纤维 变短，可能导致无纺布的强度不足。MFR的下限优选为1,200g/10分钟， 更优选为1,300g/10分钟，另外，上限优选1,800g/10分钟，更优选1,700g/10 分钟。聚丙烯的MFR基于JIS K7210在负载2.16kg及温度230℃的条件 下进行测定。

聚丙烯的重均分子量(Mw)优选为1×10⁴～2×10⁵，更优选为5×10⁴～ 10×10⁵。聚丙烯的分子量分布[重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)] 优选为1.1～5，更优选为1.5～4，最优选为2～3.5。

作为聚丙烯，可以优选使用丙烯均聚物或过半聚合比例的丙烯和其他 的α-烯烃(乙烯、丁烯、己烯、4-甲基戊烯、辛烯等)、不饱和羧酸或其 衍生物(丙烯酸、无水马来酸等)、芳香族乙烯单体(苯乙烯等)等的无 规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物。这些聚丙烯可以单独使用，或者也 可以作为多种聚合物的混合物使用，也可以与聚丙烯以外的聚烯烃混合使 用。

作为所述聚酯，举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、 聚对苯二甲酸丙二醇酯等，理想的是这些中的任一个为主成分。其中，优 选聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。在混合使用多种聚酯 的情况下，优选前述的聚酯的任一种为50重量％以上，更优选为70重量％ 以上，最优选为90重量％以上。由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸 丁二醇酯或聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的熔喷无纺布由于熔点比较高，因 此，耐热性优异，且基于热的尺寸稳定性也优异。

作为所述聚酰胺，举出聚酰胺3(尼龙3)(注册商标)、聚酰胺4 (尼龙4)(注册商标)、聚酰胺6(尼龙6)(注册商标)、聚酰胺6-6 (尼龙6-6)(注册商标)、聚酰胺12(尼龙12)(注册商标)等。

在不有损本发明效果的范围内，可以在原料树脂中添加晶核剂、消光 剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂、亲水剂、光稳定剂等。

[2]熔喷无纺布的制造装置

图1～图10表示本发明的熔喷无纺布的制造装置的一例。该制造装置 具有：导丝嘴1，其将熔融聚合物以极细纤维状向水平方向喷出；吸引滚 筒2，其设于导丝嘴1的附近，用于捕集极细纤维；一对吸引罩(上游侧 吸引罩3a及下游侧吸引罩3b)，其配置为在吸引滚筒2的外周面的、所 述导丝嘴1的上游侧及下游侧的规定位置覆盖所述吸引滚筒2。在此，下 游侧是由从导丝嘴1喷出的极细纤维形成的熔喷无纺布4的网状物流动下 去的一侧，上游侧是相对于导丝嘴1未形成所述熔喷无纺布4的一侧(下 游侧的相反侧)。

(1)导丝嘴

如图7～图10所示，导丝嘴1具有：用于形成纺丝喷嘴11c的一对带 有槽的板11a、11b；具有多个用于供给加热空气的贯通孔120、且从两侧 支承带有槽的板11a、11b的一对块12a、12b；以使贯通孔120经由流路 14、14与在纺丝喷嘴11c的前端部附近开口的空气喷嘴15、15连通的方 式设于块12a、12b的下游侧的一对喷气块13、13。第一块12a具有多个 用于从挤压机(未图示)向纺丝喷嘴11c供给熔融聚合物的贯通孔121。

如图8～图10所示，供熔融聚合物流动的块12a的贯通孔121经由过 滤器113与带有槽的板11a的开口部111相连通。带有槽的板11a包括具 有多个分流器112的凹部110d和与凹部110d的下游侧相连通的多个平行 的半圆筒状槽110c。带有槽的板11b除了不具有开口部111以外与带有槽 的板11a相同。将带有槽的板11a、11b重合时，由它们的凹部110d、110d、 分流器112、112及半圆筒状槽110c、110c形成熔融聚丙烯积存处11d、 分流路及纺丝喷嘴11c。利用分流器112、112能使向纺丝喷嘴11c的熔融 聚合物的流量均匀。

纺丝喷嘴11c的直径D为200μm以下。在纺丝喷嘴11c的截面形状 不是圆形的情况下，直径D为具有与横截面相同面积的圆的直径。若直径 D超过200μm，则难以使数均纤维直径为1μm以下。直径D优选为150μm 以下，更优选为130μm以下。直径D的下限在技术上优选为50μm。为了 使从纺丝喷嘴11c喷出熔融聚合物的喷出流量均匀，优选纺丝喷嘴11c的 长度L和直径D之比L/D为20以上，更优选为30以上，最优选为100～ 300。为了防止喷出的所述聚合物的极细纤维的缠绕且高效地获得熔喷无 纺布，纺丝喷嘴11c的密度优选每1英寸50个以上，更优选70个以上， 最优选70～300个。

空气喷嘴15的间隔G优选为0.1～1mm，更优选为0.2～0.8mm。另 外，总间隔TG(喷气块13、13的缘部的间隔)优选为0.1～2mm，更优 选为0.4～1.5mm。通过改变喷气块13、13的间隔，能调整空气喷嘴15、 15的间隔G及总间隔TG。

(2)吸引滚筒

如图1～图6所示，用于连续地捕集从纺丝喷嘴11c喷出及延伸的所 述聚合物的极细纤维的吸引滚筒2具有：(a)圆筒构件21，其具有沿轴 线方向延伸的开口部21a，与排气装置(未图示)相连通；(b)多孔性圆 筒构件22，其固定于带有凸缘(201a)的侧板201和带有凸缘(202a、202b) 的圆筒状支承部202，该带有凸缘(201a)的侧板201固定于旋转轴203， 该带有凸缘(202a、202b)的圆筒状支承部202隔着轴承206a支承圆筒 构件21；(c)圆筒状网眼构件23，其设于多孔性圆筒构件22的外周面 上。圆筒构件21通过轴承205b与旋转轴203相连结，因此，即使轴203 旋转，圆筒构件21也是固定的。旋转轴203被设于支承体210的轴承205a 旋转自如地支承，在该旋转轴203的外端部固定有被电动机(未图示)驱 动的带轮204。圆筒状支承部202在凸缘202b的外周面被设于支承体211 的轴承206b旋转自如地支承。在圆筒构件21的一部分设有用于预先将其 固定于规定的圆周方向位置的机构220。所述多孔性圆筒构件22和设于其 外周面上的圆筒状网眼构件23一体地旋转，从而连续地捕集从纺丝喷嘴 11c喷出及延伸的所述聚合物的极细纤维而形成熔喷无纺布4。

为了对纤维流41及无纺布4(参照图5)作用足够的吸引力，多孔性 圆筒构件22的吸引孔22a的直径(参照图2)优选为3～20mm，更优选 为5～15mm，且多孔性圆筒构件22的开孔率优选为30～70％，更优选为 40～60％。作为多孔性圆筒构件22，从通气性和机械强度的观点出发，优 选由具有多个冲孔的不锈钢等的金属板构成的圆筒体。另外，圆筒状网眼 构件23优选由高熔点的耐热性树脂(尼龙等)的纤维构成。

如图1及图2所示，在圆筒构件21的开口部21a的轴线方向边缘， 与多孔性圆筒构件22的内表面之间空出少许间隔地固定有一对分隔板 21b、21c，该一对分隔板21b、21c用于分隔开口部21a和除此以外的部分 的空间。由开口部21a、一对分隔板21b、21c和多孔性圆筒构件22围成 的空间与圆筒构件21的内部相连通，形成吸引区域SA。优选以使极细纤 维在吸引区域SA的上游端附近冲撞吸引滚筒2的方式对导丝嘴1进行定 位。另外，优选以使极细纤维与吸引滚筒2的外周面大致垂直地接触的方 式调节导丝嘴1的喷出方向。

构成吸引区域SA的中心角θ优选为60～120°，更优选为80～100°。 即，吸引区域SA相对于吸引滚筒2的外周面的面积比例优选为1/6～1/3， 更优选为2/9～5/18。若中心角θ小于60°，则吸引区域SA过窄，难以稳 定地制造无纺布4。另一方面，若中心角θ超过120°，则吸引区域SA过 宽，相对于无纺布4的吸引力不够。吸引滚筒2的直径优选为30～150cm， 更优选为50～100cm。

(3)导丝嘴与吸引滚筒之间的间隔

导丝嘴1与吸引滚筒2的外周面之间的间隔d₁需要处于熔融聚合物的 延伸结束、且所获得的纤维实际上不产生振动的范围内(参照图5)。如 图11所示，从导丝嘴1的纺丝喷嘴11c喷出的熔融聚合物在延伸且超过 规定距离(d_max)时会产生振动。认为这是由于高速的加热空气流与周围 的空气之间的摩擦而产生紊流化。在由几μm以上的粗细的纤维构成的熔 喷无纺布的情况下，即使产生由紊流引起的缠绕，在性能上也不会成为大 的问题，但在数均纤维直径为1μm以下的极细的纤维的情况下，一旦产生 的缠绕连续地发展，则会生成极端大径化的部分，不仅熔喷无纺布的最大 细孔径会变大，而且也容易产生由断丝引起的飞散纤维。因此，需要在熔 融聚合物的延伸结束后、实际上不产生振动的范围内将所述聚合物的极细 纤维捕集到吸引滚筒2上。

在利用熔喷法由200μm以下的直径D的纺丝喷嘴11c形成数均纤维 直径为1μm以下的极细纤维的情况下，实际上不产生振动的范围d_max通常 为约150mm以下，因此，导丝嘴1与吸引滚筒2的外周面之间的间隔d₁优选为100mm以下，更优选为90mm以下，最优选为70mm以下。间隔 d₁的下限优选为30mm，更优选为40mm。若间隔d₁小于30mm，则延伸 不充分，且纤维的冷却不充分，因此容易产生树脂块。

(4)吸引罩

如图1所示，吸引罩3a、3b设于由从导丝嘴1喷出的极细纤维形成 的熔喷无纺布4的网状物流下去的一侧(下游侧)及相对于导丝嘴1未形 成所述熔喷无纺布4的一侧(上游侧)这两侧。由于浮游纤维乘着空气流 也向下方(上游侧)移动，因此，通过设置上游侧的吸引罩3b，能有效地 除去这些浮游纤维。吸引罩3a、3b具有罩主体部31a、31b和管部32a、 32b，罩主体部31a、31b具有沿着吸引滚筒2的外周面的底部开口部35a、 35b，管部32a、32b设于罩主体部31a、31b的一边，具有通过管道与排 气装置相连结的开口部33a、33b。

如图1所示，下游侧的吸引罩3a优选设置于从导丝嘴1的下游侧的 规定位置到熔喷无纺布4被从吸引滚筒2剥离而取出的部分(在图中为吸 引滚筒2的大致最上部)的区域，优选设置为尽可能地覆盖所述吸引区域 SA。上游侧的吸引罩3b优选设置为与所述下游侧的吸引罩3a相对于导丝 嘴1对称。如图6所示，设被吸引罩3a、3b覆盖的滚筒外周面积为S₁及 S₂，设吸引罩3a、3b之间的、未被吸引罩3a、3b覆盖的滚筒外周面积为 S₃时，被吸引罩3a、3b覆盖的面积总和(S₁+S₂)相对于上述面积总和(S₁+S₂+S₃)的比率(滚筒覆盖率＝(S₁+S₂)/(S₁+S₂+S₃))优选为60～ 90％，更优选为70～85％。若滚筒覆盖率小于60％，则浮游纤维的吸引不 充分。若滚筒覆盖率超过90％，则吸引罩3a、3b对纤维流41的影响过大， 纤维流41会扩宽，而且极细纤维的缠绕变多。在此，所述面积总和(S₁+S₂+S₃)优选设定为占据吸引滚筒2的半周。因此，未被吸引罩3a、3b 覆盖而与导丝嘴1相对的外周面积S₃优选为吸引滚筒2的半周面积的10～ 40％，更优选为15～30％。通过这样地设定未被吸引罩3a、3b覆盖而与 导丝嘴1相对的外周面积S₃，能够以导丝嘴1与吸引罩3a、3b之间为适 当间隔的方式配置吸引罩3a、3b，并能抑制纤维流41的紊乱且能有效地 除去浮游纤维。

(5)吸引罩与吸引滚筒外周面之间的间隔

吸引罩3a、3b的底部开口部35a、35b与吸引滚筒2的外周面之间的 间隔优选整体大致恒定。所述吸引罩3a、3b与吸引滚筒2的外周面之间 的间隔至少在导丝嘴1侧端部311a、311b需要设定为即使在熔喷无纺布4 的表面附着或接触有断丝的纤维也能有效地吸引除去的间隔d₂。间隔d₂是各吸引罩3a、3b的端部311a、311b与吸引滚筒2的外周面之间的距离。 具体而言，间隔d₂优选为10～40mm，更优选为15～35mm。若间隔d₂小 于10mm，则吸引罩3a、3b中无法流入足够的空气，浮游纤维的除去不充 分。若间隔d₂超过40mm，则流入吸引罩3a、3b的空气的流速过慢，不 能充分除去附着或接触于熔喷无纺布4的表面的浮游纤维。所述吸引罩3a 与吸引滚筒2的外周面之间的间隔及所述吸引罩3b与吸引滚筒2的外周 面之间的间隔可以相同也可以不同。

各吸引罩3a、3b不限定于图1所示的形状，如图12所示，还可以在 纤维流41的捕集部位附近具有与排气装置(未图示)相连结的管部34a、 34b。

如以上所述，将吸引罩3a、3b配置为适当的滚筒覆盖率，并将成为 空气流入口的所述吸引罩3a、3b与吸引滚筒2之间的间隙d₂配置为适当 的距离，通过如上所述的吸引罩3a、3b，能有效地抑制纤维流41的紊乱 且有效地除去浮游纤维，因此，能获得由平均纤维直径小、纤维直径分布 窄的极细纤维构成的熔喷无纺布。

[3]熔喷无纺布的制造方法

使用上述装置制造熔喷无纺布的本发明的方法是如下所述的方法：

将从所述纺丝喷嘴11c喷出的熔融聚合物利用从所述空气喷嘴15、15 喷出的加热空气延伸，将所获得的所述聚合物的极细纤维捕集到吸引滚筒 上，由此制造由数均纤维直径1μm以下、纤维直径分布(重均纤维直径/ 数均纤维直径)1.3以下、纤维直径变动率55％以下的极细纤维构成的熔 喷无纺布，其特征在于，

(1)通过使导丝嘴1与吸引滚筒2之间的间隔处于熔融聚合物的延 伸结束且所获得的聚合物纤维实际上不产生振动的范围内，来抑制所述聚 合物纤维的断丝及缠绕，(2)将吸引滚筒2的外周面与吸引罩3a、3b的 导丝嘴侧端部311a、311b之间的间隔d₂设定为即使在所获得的熔喷无纺 布的表面附着或接触有断丝的纤维也能吸引除去。对于所获得的熔喷无纺 布，也可以根据需要实施压延处理、带电处理、亲水化处理等。

(1)熔融混炼工序

所述聚合物的熔融混炼温度优选为(所述聚合物的熔点)～(所述聚 合物的熔点+280℃)。在聚丙烯的情况下，熔融混炼温度优选为160～ 440℃，更优选为170～420℃。

(2)极细纤维形成工序

从多个纺丝喷嘴11c喷出熔融聚合物、并从喷嘴15、15喷出加热空 气而形成所述聚合物的极细纤维。导丝嘴1及加热空气的温度优选为(所 述聚合物的熔点)～(所述聚合物的熔点+50℃)。在聚丙烯的情况下， 导丝嘴1及加热空气的温度优选为160～220℃，更优选为170～210℃。 若导丝嘴1及加热空气的温度小于所述聚合物的熔点，则聚合物从纺丝喷 嘴11c喷出后立即急速地固化，因此延伸不充分。另一方面，若导丝嘴1 及加热空气的温度超过所述聚合物的熔点+50℃，则形成的聚合物极细纤 维容易熔接，纤维直径的偏差变大。

为了形成聚合物极细纤维，每个纺丝喷嘴11c的熔融聚合物的喷出量 优选为50mg/分钟以下，更优选为30mg/分钟以下，最优选为10mg/分钟 以下。虽然没有限定，但熔融聚合物的喷出量的下限优选为1mg/分钟。

加热空气的喷出流速优选为100m/秒以上，更优选为150～300m/秒。 每单位宽度的加热空气的喷出量优选为800Nm³/hr/m以上，更优选为 1,000～2,000Nm³/hr/m。

(3)捕集工序

每单位宽度的吸引滚筒2的吸引量能根据熔喷无纺布4的期望的物性 适当调节，但为了抑制单纤维彼此的熔接，优选为来自空气喷嘴15、15 的每单位宽度的喷出量的5倍以上，更优选为10倍以上，最优选为12倍 以上。若吸引滚筒2的吸引量为加热空气的喷出量的5倍以上，则加热空 气的大部分通过多孔性圆筒构件22的吸引孔22a被吸引到吸引滚筒2内， 能抑制纤维流的紊乱。具体而言，每单位宽度的吸引滚筒2的吸引量优选 为10,000Nm³/hr/m以上，更优选为15,000～25,000Nm³/hr/m。吸引滚筒2 的吸引量的上限不特别限定，但实用的是加热空气的喷出量的50倍。

吸引罩3a、3b的合计吸引量与吸引滚筒2的吸引量(未换算为每单 位宽度的吸引量)之比优选为0.2～0.9。在该吸引量比的范围内，能使加 热空气的大部分流入吸引区域SA而防止纤维流的紊乱，且能使加热空气 的其余部分及周围的空气流入吸引罩3a、3b内，因此不仅能除去飞散纤 维，而且也能有效地除去附着或接触于熔喷无纺布4的浮游纤维。上述比 更优选为0.3～0.6。吸引罩3a、3b的合计吸引量优选为1,000～ 10,000Nm³/hr，更优选为2,000～5,000Nm³/hr。

吸引滚筒2的旋转速度优选为1～20m/分钟，更优选为3～15m/分钟。 吸引滚筒2可以为室温，也可以根据需要加热。

(4)压延处理工序

若对所获得的熔喷无纺布实施压延处理，则不仅能提高机械强度，还 能使细孔径变小。在熔喷无纺布由聚烯烃极细纤维构成的情况下，可以在 室温下进行压延处理。压延处理的压力优选为1～10MPa，更优选为3～ 7MPa。

熔喷无纺布通过实施压延加工等的层叠加工能成为层叠品。在熔喷无 纺布由聚烯烃极细纤维构成的情况下，通过在室温下进行压延处理能获得 抑制了孔径降低的层叠品。以往的由平均纤维直径大于1μm的纤维构成的 无纺布在室温下进行层叠加工(压延加工)时，无纺布彼此剥离，因此， 需要在加热而使其处于半熔融化的状态下进行加压而进行层叠加工，因 此，纤维被压扁，孔径变小，透过性极端降低，但本发明的由极细纤维构 成的无纺布即使在室温条件下进行层叠的情况下，极细纤维也会因锚固效 应而牢固地互相缠绕，因此不会剥离，由于未加热，纤维几乎不会被压扁， 基本保持层叠前的无纺布的孔径，能将透过性的变差抑制为最小限度。

(5)带电处理工序

根据需要可以对熔喷无纺布实施电晕放电处理等带电处理。带电无纺 布具有10^-11～10^-7库伦/cm²左右的电荷量，能静电捕集微粒。

(6)亲水化处理工序

也可以对熔喷无纺布实施亲水化处理。亲水化处理可以通过单体接枝 处理、表面活性剂处理等来进行。在进行表面活性剂处理的情况下，优选 非离子系表面活性剂。

[4]熔喷无纺布

本发明的熔喷无纺布具有以下的物性。需要说明的是，各物性利用实 施例栏所记载的方法测定。

(1)1μm以下的数均纤维直径

若数均纤维直径为1μm以下，则熔喷无纺布具有小的平均细孔径和最 大细孔径及高的通气度，微粒捕捉性能优异。数均纤维直径优选为0.7μm 以下，更优选为0.3～0.7μm。

(2)0.8μm以下的重均纤维直径

若重均纤维直径为0.8μm以下，则熔喷无纺布具有小的平均细孔径和 最大细孔径及高的通气度，微粒捕捉性能优异。重均纤维直径优选为0.3～ 0.8μm。

(3)1.3以下的纤维直径分布(重均纤维直径/数均纤维直径)

若纤维直径分布为1.3以下，则熔喷无纺布具有小的平均细孔径及最 大细孔径，即使布料密度小，微粒捕捉性能也优异。纤维直径分布优选为 1.05～1.25。

(4)55％以下的纤维直径变动率

若纤维直径变动率为55％以下，则熔喷无纺布具有小的平均细孔径及 最大细孔径，即使布料密度小，微粒捕捉性能也优异。纤维直径变动率优 选为50％以下，更优选为45％以下。

(5)6μm以下的平均细孔径

若平均细孔径为6μm以下，则熔喷无纺布具有优异的微粒捕捉性能。 平均细孔径优选为5.5μm以下，更优选为5μm以下。

(6)12μm以下的最大细孔径

若最大细孔径为12μm以下，则熔喷无纺布具有优异的微粒捕捉性能。 最大细孔径优选为10μm以下，更优选为8μm以下。

(7)5mL/cm²/秒以上的通气度

若通气度小于5mL/cm²/秒，则熔喷无纺布的筛眼堵塞加速。通气度 优选为5～30mL/cm²/秒。另一方面，若通气度超过30mL/cm²/秒，则微 粒捕集效率降低。

(8)12g/m²以下的平均布料密度

若平均布料密度超过12g/m²，则通气度变差。平均布料密度优选为 1～12g/m²，更优选为2～10g/m²，最优选为3～9g/m²。

(9)5％以下的布料密度变动率

若布料密度变动率超过5％，则最大细孔径大，通气度的均匀性变差。 布料密度变动率优选为4％以下。

(10)0.05～0.5mm的平均膜厚

平均膜厚0.05～0.5mm的熔喷无纺布适合于过滤器。

(11)1～20％的填充率(80～99％的气孔率)

若填充率小于1％，则熔喷无纺布不具有充分的微粒捕集率。另一方 面，若填充率超过20％，则通气度较差。填充率优选为2～10％。

(12)1～15N/50mm宽度的拉伸破坏强度(长边方向)

具有1～15N/50mm宽度的长边方向拉伸破坏强度的熔喷无纺布适合 于过滤器。拉伸破坏强度优选为1.2～13N/50mm宽度。

(13)90％以上的微粒捕集率

若微粒捕集率为90％以上，则适合作为过滤器使用。微粒捕集率优选 为95％以上。

通过以下的实施例进一步详细地说明本发明，但本发明不限定于这些 例子。

实施例1

将使用茂金属系聚合催化剂调制成的聚丙烯PP[MFR(JIS K7210、 2.16kg、230℃)：1,550g/10分钟、重均分子量(Mw)：7×10⁴、分子量 分布(Mw/Mn)：2.5、熔点：155℃]作为原料，使用图1～图10所示的 装置在表1所示的条件下制作宽度300mm的熔喷无纺布。需要说明的是， 吸引罩3a、3b以图6中的(S₁+S₂+S₃)为吸引滚筒2的半周量的方式对 称配置于导丝嘴1的上游侧及下游侧。

实施例2

总间隔TG为0.7mm，除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布 (参照表1)。

实施例3

每个纺丝喷嘴的聚丙烯喷出量为6.7mg/分钟，吸引滚筒的旋转速度为 7.2m/分钟，除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例4

改变吸引罩3a、3b的大小，即在图6中不改变S₃而仅均匀地减小S₁及S₂，使滚筒覆盖率[(S₁+S₂)/(S₁+S₂+S₃)×100]为60％，除此 以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例5

改变吸引罩3a、3b的大小，即在图6中不改变S₃而仅均匀地增大S₁及S₂，使滚筒覆盖率为85％，除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺 布(参照表1)。

实施例6

使用纺丝喷嘴的长度L为3mm、直径D为0.1mm、L/D为30、纺丝 喷嘴的数量为1,001个、总间隔TG为0.5mm的导丝嘴，使熔融混炼温度 为400℃、每个纺丝喷嘴的聚丙烯喷出量为22.5mg/分钟、加热空气的流速 及喷出量分别为225m/秒及1,650Nm³/hr/m、滚筒吸引量/加热空气喷出量 之比为11.8、导丝嘴与吸引滚筒之间的间隔d₁为90mm、吸引滚筒的旋转 速度为11.0m/分钟，除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照 表1)。

实施例7

设L/D为50、每个纺丝喷嘴的聚丙烯喷出量为5.6mg/分钟，除此以 外与实施例6相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例8

设罩吸引量为2,400Nm³/hr、罩吸引量/滚筒吸引量之比为0.38，除此 以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例9

设罩吸引量为3,600Nm³/hr、罩吸引量/滚筒吸引量之比为0.58，除此 以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例10

使用利用茂金属系聚合催化剂调制成的聚丙烯[MFR：1,200g/10分 钟、重均分子量：74,000、分子量分布：3.4、熔点：158℃]，除此以外 与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

实施例11

对实施例1的熔喷无纺布实施了电晕放电处理(施加电压：17kV)(参 照表1)。

实施例12

对实施例1的熔喷无纺布在室温下实施了压延加工(压力：5MPa) (参照表1)。

实施例13

设吸引罩的导丝嘴侧端部与吸引滚筒外周面之间的间隔d₂为30mm， 除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

比较例1

使用如图13所示仅在吸引滚筒2的导丝嘴1的下游侧设置吸引罩301 的装置，设吸引量为6,000Nm³/hr、罩吸引量/滚筒吸引量之比为0.96，除 此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。需要说明的是， 吸引罩301的网状物行进方向长度为700mm。

比较例2

使用如图14所示具有以覆盖纤维流41整体的方式与导丝嘴1接合的 吸引罩302a、302b的装置，除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺 布(参照表1)。

比较例3

设导丝嘴与吸引滚筒之间的间隔d₁为150mm，除此以外与实施例1 相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

比较例4

设吸引罩的导丝嘴侧端部与吸引滚筒外周面之间的间隔d₂为5mm， 除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

比较例5

设吸引罩的导丝嘴侧端部与吸引滚筒外周面之间的间隔d₂为50mm， 除此以外与实施例1相同地制作了熔喷无纺布(参照表1)。

比较例6

使用市场上销售的聚丙烯熔喷无纺布(商品名“SYNTEX nano”，三 井化学株式会社制)。

利用以下的方法测定实施例1～13及比较例1～6的熔喷无纺布的物 性。结果示于表2中。

(1)平均膜厚

通过利用表盘式厚度规测定熔喷无纺布的宽度方向上的3处(距离端 部50mm、150mm及250mm的部分)的膜厚并进行平均来求出平均膜厚。

(2)平均布料密度

通过对100mm×100mm的10张熔喷无纺布试验片测定温度23℃及 湿度50％下的水分平衡状态的质量(g)并进行平均来求出平均布料密度。

(3)布料密度变动率

根据前述的测定了平均布料密度的10点的数据，利用布料密度变动 率(％)＝(布料密度的标准偏差)/(平均布料密度)×100的式子来求 出布料密度变动率。

(4)数均纤维直径

通过根据熔喷无纺布的电子显微镜照片在任意的10处各测定10根、 直至直径0.1μm级的纤维直径并将它们平均来求出数均纤维直径。图15 表示实施例1～3及比较例6的熔喷无纺布的纤维直径分布。

(5)重均纤维直径

设纤维直径Di的纤维根数为Ni，利用重均纤维直径(μm)＝∑Di²· Ni/∑Di·Ni的式子来求出重均纤维直径。

(6)纤维直径分布

利用纤维直径分布＝重均纤维直径/数均纤维直径的式子来求出纤维直 径分布。

(7)纤维直径变动率

利用纤维直径变动率(％)＝(纤维直径的标准偏差/数均纤维直径) ×100的式子来求出纤维直径变动率。

(8)平均细孔径及最大细孔径

平均细孔径及最大细孔径通过以下所示的泡点法(ASTM F316-86、JIS K3832)来测定。首先，将干燥的直径25mm的熔喷无纺布试验片置于自 动细孔径分布测定器(型号“CFP-1200AEX”、美国PMI公司制)中，逐 渐增大施加于一面的空气压，求出空气开始透过干燥试验片时的压力P₁， 并且做成图16所示的干流量曲线，然后做成透过流量为1/2的半干流量曲 线。同样地，逐渐增大细孔中充满了表面张力16dyne/cm的溶剂(商品名 “POREWICK”、美国PMI公司制)的直径25mm的熔喷无纺布试验片的 一面的空气压，求出空气开始透过湿润试验片时的压力P₂，并且做成图 16所示的湿流量曲线。

平均细孔径D_AV根据半干流量曲线和湿流量曲线的交点处的压力 P_cross通过下述式求出。

D_AV＝4γcosα/(P_cross-P₁)

[其中，γ是溶剂的表面张力，α是溶剂相对于聚丙烯的接触角。]

最大细孔径D_MAX通过下述式子求出。

D_MAX＝4γcosα/(P₂-P₁)

(10)通气度

相对于100mm×100mm的熔喷无纺布试验片按照JIS L1096利用弗 雷泽型试验机来测定通气度。

(11)填充率

利用填充率(％)＝[平均布料密度(g/m²)/平均膜厚(m)/树脂密 度(g/m³)]×100的式子来求出填充率。

(12)拉伸破坏强度

相对于宽度50mm的长方形熔喷无纺布试验片按照JIS L1085来测定 制造时的长边方向的拉伸破坏强度。

(13)微粒捕集率

在使以0.025mg/L的浓度含有粒径0.3μm的NaCl粒子的空气相对于 面积100cm²的熔喷无纺布试验片以31.8L/分钟的流量通过3秒钟的期间， 利用JIS Z8813规定的光散射光量积算方式的测定机以1秒间隔测定3次 通过无纺布试验片前后的NaCl粒子浓度(mg/m³)，将利用下述式求出的 各捕集率平均来表示微粒捕集率。

捕集率(％)＝[(通过前的NaCl粒子浓度-通过后的NaCl粒子 浓度)/通过前的NaCl粒子浓度]×100

(14)外观

目视统计存在于熔喷无纺布1m²中的块状物(限于具有相同面积的圆 的直径为0.2mm以上。)的个数，作为树脂块的个数。

另外，对于进行了压延加工(压力5MPa、室温)的无纺布(1m²)， 目视统计薄膜化了的带状部分[长度1.4mm以上、纵横比(长度/最粗的 部分的宽度)5以上]的个数，作为浮游纤维的个数。

表1

表1(续)

表1(续)

表1(续)

表1(续)

表1(续)

表2

表2(续)

表2(续)

表2(续)

表2(续)

由表2可知，实施例1～13的无纺布由具有1μm以下、特别是0.7μm 以下的数均纤维直径、1.3以下的纤维直径分布及55％以下的纤维直径变 动率的聚丙烯极细纤维构成，因此，即使布料密度小，最大细孔径及平均 细孔径也小，通气度、拉伸破坏强度、微粒捕集性及外观均优异。实施了 带电处理的实施例11及实施了压延处理的实施例12的熔喷无纺布显示更 优异的微粒捕集性。

利用仅在吸引滚筒的导丝嘴1的下游侧设置了吸引罩的装置制造的比 较例1的熔喷无纺布与实施例1～13相比较，重均纤维直径、纤维直径分 布、纤维直径变动率、最大细孔径、平均细孔径及布料密度变动率大，微 粒捕集率变差，浮游纤维也多。

在滚筒覆盖率为100％的条件下制造的比较例2的熔喷无纺布与实施 例1～13相比较，数均纤维直径、重均纤维直径、纤维直径分布、纤维直 径变动率、最大细孔径、平均细孔径及布料密度变动率大，因此，微粒捕 集率变差，树脂块也多。在比较例2中，认为由于利用吸引罩覆盖纤维流， 因此，纤维流扩开、冷却也不够，从而导致所述各性能降低。

在导丝嘴与吸引滚筒之间的间隔超过100mm的条件下制造的比较例 3的熔喷无纺布与实施例1～13相比较，数均纤维直径、重均纤维直径、 纤维直径分布、纤维直径变动率、最大细孔径、平均细孔径及布料密度变 动率大，因此，微粒捕集率变差，浮游纤维也多。

在吸引罩的导丝嘴侧端部与滚筒外周面之间的间隔d₂小于10mm的条 件下制造的比较例4的熔喷无纺布与实施例1～13相比较，吸引罩产生的 吸引速度强，数均纤维直径、重均纤维直径、纤维直径分布、纤维直径变 动率、最大细孔径、平均细孔径及布料密度变动率大，因此，微粒捕集率 变差，树脂块也多。

在吸引罩的导丝嘴侧端部与滚筒外周面之间的间隔d₂超过40mm的条 件下制造的比较例5的熔喷无纺布与实施例1～13相比较，纤维直径分布、 纤维直径变动率及布料密度变动率大，微粒捕集率变差，浮游纤维也多。

比较例6的市场上销售的聚丙烯熔喷无纺布(商品名“SYNTEX nano”， 三井化学株式会社制)与实施例1～13相比较，平均布料密度、重均纤维 直径、纤维直径分布及纤维直径变动率大，通气度变差。

实施例14

利用使用了压延辊的层叠加工按以下的步骤制作由6张在实施例1中 获得的极细纤维无纺布构成的厚度0.1mm的6层品。以辊间隔为约0.04mm 在室温下对两张在实施例1中获得的极细纤维无纺布进行层叠加工而制作 两层品(厚度约0.08mm)，对两张该两层品在相同条件下再次进行层叠加 工而制作4层品(厚度约0.14mm)，再以辊间隔为约0.08mm在室温下对 上述4层品和两层品进行层叠加工而制作6层品。

实施例15

与实施例14同样地以辊间隔为约0.16mm在室温下对在实施例14中 制作的4层品和两层品进行层叠加工而制作厚度0.2mm的6层品。

实施例14及15的层叠无纺布的各性能与实施例1同样地进行测定， 示于表3中。这些层叠品在通常的处理下无纺布彼此不会剥离。

表3