ポリプロピレンメルトブロー不織布製造
メルトブロー不織布
概要
防護マスクや防護服の用途やレベルに応じて、使用する材料や製造方法が異なります。最高レベルの医療用防護マスク（N95など）や防護服は、3～5層の不織布複合材、つまりSMSまたはSMMMSの組み合わせです。
これらの防護具の最も重要な部分はバリア層、すなわちメルトブローン不織布M層です。この層の繊維径は2～3μmと比較的細く、細菌や血液の侵入を防ぐ上で重要な役割を果たします。マイクロファイバークロスは優れた濾過性能、通気性、吸着性を示すため、濾過材、保温材、医療衛生などの分野で広く使用されています。
ポリプロピレンメルトブロー不織布製造技術およびプロセス
メルトブローン不織布の製造プロセスは、一般的にポリマー樹脂スライス供給 → 溶融押出 → 溶融不純物濾過 → 計量ポンプ精密計量 → スピネット → メッシュ → エッジ巻き取り → 製品加工です。
メルトブロー成形の原理は、ダイヘッドの紡糸口金からポリマー溶融物を押出し、薄い溶融流を形成することです。同時に、紡糸口金の両側にある高速・高温の空気流が溶融流を噴射・延伸し、わずか1～5μmの細さのフィラメントへと精製します。これらのフィラメントは、熱流によって約45mmの短繊維へと引き伸ばされます。
熱風による短繊維の飛散を防ぐため、凝固スクリーンの下に真空吸引装置を設置し、高速熱風延伸によって形成されたマイクロファイバーを均一に集めます。最終的に、自己接着性を利用してメルトブロー不織布を製造します。
主なプロセスパラメータ:
ポリマー原料の特性：樹脂原料のレオロジー特性、灰分含有量、相対分子量分布などが含まれます。その中でも、原料のレオロジー特性は最も重要な指標であり、一般的には融点（MFI）で表されます。MFIが大きいほど、材料の溶融流動性は良好で、逆もまた同様です。樹脂原料の分子量が低いほど、MFIは高く、溶融粘度は低いため、ドラフト不良のメルトブローアウトプロセスに適しています。ポリプロピレンの場合、MFIは400～1800g / 10mINの範囲である必要があります。
メルトブローアウト生産プロセスでは、原材料と製品の需要に応じて調整されるパラメータは主に次のとおりです。
（1）溶融押出量：温度一定の場合、押出量が増えるとメルトブロー不織布量が増加し、強度が増加する（ピーク値に達した後、強度が低下する）。繊維径との関係は直線的に増加し、押出量が多すぎると繊維径が大きくなり、根元数が減少して強度が低下し、接着部が減少して糸切れが発生し、不織布の相対的な強度が低下する。
（2）スクリュー各部の温度は、紡糸工程の滑らかさだけでなく、製品の外観、感触、性能にも影響を及ぼします。温度が高すぎると、「SHOT」ブロックポリマーが発生し、布地の欠陥が増加し、繊維切れが増加し、「飛び散り」が発生します。温度設定が適切でないと、スプリンクラーヘッドの詰まり、紡糸口金の摩耗、装置の損傷を引き起こす可能性があります。
（3）延伸熱風温度延伸熱風温度は、一般的に熱風速度（圧力）で表され、繊維の細さに直接影響を及ぼします。他のパラメータが同じ場合、熱風速度を上げると、繊維が細くなり、繊維の節が増え、力が均一になり、強度が増し、不織布の手触りが柔らかく滑らかになります。しかし、速度が速すぎると「飛び」が発生しやすく、不織布の外観に影響を与えます。速度が低下すると、多孔度が増加し、濾過抵抗が低下しますが、濾過効率は低下します。熱風温度は溶融温度に近い温度である必要があることに注意してください。さもないと、気流が発生し、箱が損傷する可能性があります。
（4）溶融温度 溶融温度は溶融ヘッド温度とも呼ばれ、溶融流動性と密接な関係があります。温度の上昇に伴い、溶融流動性は向上し、粘度は低下し、繊維は細くなり、均一性は向上します。しかし、粘度は低いほど良く、低すぎるとドラフトが過剰になり、繊維が切れやすくなり、空気中に舞い上がる極短繊維を回収できなくなります。
（5）受取り距離受取り距離（DCD）とは、紡糸口金とメッシュカーテンとの間の距離を指します。このパラメータは、繊維メッシュの強度に特に大きな影響を与えます。DCDが増加すると、強度と曲げ剛性が低下し、繊維径が小さくなり、結合点が減少します。そのため、不織布は柔らかくふわふわになり、通気性が高まり、濾過抵抗と濾過効率が低下します。距離が大きすぎると、熱風によって繊維のドラフトが低下し、ドラフトの過程で繊維間に絡み合いが生じ、フィラメントが発生します。受取り距離が小さすぎると、繊維が完全に冷却されず、ワイヤーが発生し、不織布の強度が低下し、脆さが増加します。
