不織布は、柔らかく、通気性があり、吸水性、耐摩耗性、無毒性、無刺激性、アレルギー反応のない繊維メッシュ素材です。そのため、医療、健康、住宅、自動車、建設などの分野で広く使用されています。
不織布の製造方法
メルトブローン法
メルトブローン法は、ポリマー化合物を直接溶融・押出し、極細繊維のジェットを形成した後、風や落下によって無秩序な繊維をメッシュ形成ベルト上に固定する製法です。現在、最も広く使用されている不織布製造技術です。
スパンボンド法
スパンボンド法は、化学繊維を直接溶液状態に溶解し、網目形成ベルト上に塗布または含浸処理を施して繊維網目構造を形成し、その後、硬化・仕上げ処理を施すことで製造される不織布です。この方法は、繊維長が長く、太い繊維に適しています。
湿潤製剤
湿式製織とは、繊維懸濁液を用いて不織布を製造するプロセスです。まず、繊維を懸濁液に分散させ、スプレー、ロータリースクリーン、メッシュベルト成形などの方法でパターンを作製します。その後、圧縮、脱水、凝固などの工程を経て製造されます。この方法は、繊維径が小さく、繊維長が短い場合に適しています。
不織布はロールの上部または下部に作られていますか？
一般的に、不織布の製造はロール材の上で行われます。これは、コイル上の不純物による繊維汚染を防ぐためであると同時に、製造工程における張力や速度などのパラメータをより適切に制御し、より高品質な不織布製品を得るためです。
不織布を製造する具体的な工程
1. メルトブローン法による不織布の製造方法：
スプレー紡糸 – 繊維分散 – 空気牽引 – メッシュ形成 – 繊維固定 – 熱設定 – 切断およびサイジング – 完成品。
2. スパンボンド法による不織布の製造方法：
ポリマー化合物の製造 – 溶液への加工 – コーティングまたは含浸 – 加熱設定 – 成形 – 洗浄 – 乾燥 – サイズに合わせた切断 – 完成品。
3. 不織布の湿式製造の具体的な工程：
繊維のほぐし – 混合 – 接着剤溶液の調製 – 水平メッシュベルト – 繊維の搬送 – メッシュベルトの形成 – 圧縮 – 乾燥 – コーティング – カレンダー加工 – 長さに切断 – 完成品。
不織布はどのように作られるのでしょうか？
まず、繊維がどのように作られるかを理解しましょう。天然繊維は自然界に固有のものですが、化学繊維（合成繊維や合成繊維を含む）は、高分子化合物を溶媒に溶解して紡糸溶液を生成したり、高温で溶融したりします。そして、この溶液または溶融物は紡糸ポンプの口金から押し出され、ジェット気流によって冷却・固化して一次繊維を形成します。この一次繊維は、その後、対応する後処理が施され、織物に使用可能な短繊維または長繊維となります。
織物を作る工程は、繊維を紡いで糸を作り、それを機械織りや編み物で織って布を作ることです。不織布は紡績や織りを必要としないため、どのようにして繊維を布に変えるのでしょうか？不織布の製造工程は多岐にわたり、それぞれ工程は異なりますが、中核となる工程は繊維メッシュ形成と繊維メッシュ強化です。
繊維ウェブの形成
「ファイバーネットワーキング」とは、その名の通り、繊維をメッシュ状に編む工程を指します。一般的な方法としては、ドライネットワーキング、ウェットネットワーキング、スピニングネットワーキング、メルトブローンネットワーキングなどがあります。
短繊維ウェブの形成には、乾式法と湿式法がより適しています。一般的に、繊維原料は、ウェブを形成する前に、大きな繊維の塊や塊を細かく引き裂いてほぐし、不純物を取り除き、様々な繊維成分を均一に混合するなどの前処理が必要です。乾式法では、通常、前処理済みの繊維を梳き合わせて積み重ね、一定の厚さの繊維メッシュを形成します。湿式法によるメッシュ形成は、短繊維を化学添加剤を含む水に分散させて懸濁液スラリーを形成し、これを濾過するプロセスです。フィルターメッシュ上に堆積した繊維が繊維メッシュを形成します。
紡糸ウェブ法とメルトブローンウェブ法はどちらも、化学繊維を用いて紡糸工程で繊維を直接ウェブ状に紡糸する紡糸方法です。紡糸ウェブ法は、紡糸溶液または溶融物を口金から噴出させ、冷却・延伸することで一定の極細フィラメントを形成し、受入装置上で繊維ウェブを形成する方法です。一方、メルトブローンメッシュ法は、口金から噴出する微細な糸流を高速熱風で極限まで延伸することで極細繊維を形成し、受入装置上で凝集させて繊維ネットワークを形成します。メルトブローン法で形成される繊維径はより細いため、濾過効率の向上に有利です。
ファイバーメッシュ補強
様々な方法で製造された繊維メッシュは、内部の繊維の結合が緩く強度が低いため、使用ニーズを満たすことが困難です。そのため、補強が必要です。一般的に使用される補強方法には、化学結合、熱結合、機械補強などがあります。
化学結合強化法：繊維メッシュに接着剤を含浸、噴霧、印刷などの方法で塗布し、熱処理を加えて水分を蒸発させ、接着剤を固化させることで、繊維メッシュを布状に強化します。
熱接着補強法：ほとんどのポリマー材料は熱可塑性を有しており、ある温度まで加熱すると溶融して粘着性を示し、冷却後に再び固化します。この原理は繊維ウェブの補強にも応用できます。一般的に用いられる方法としては、熱風接着（熱風を用いて繊維メッシュを加熱することで接着強化を図る）と熱圧着（一対の加熱鋼製ローラーを用いて繊維メッシュを加熱し、一定の圧力を加えることで接着強化を図る）があります。
まとめ
不織布は、現代の工業生産において不可欠かつ重要な構成要素となっている、広く使用されている繊維メッシュ素材です。メルトブローン法などの様々な製造方法を用いることで、スパンボンド、湿式調製により、異なる特性を持つ不織布製品が得られ、不織布材料のさまざまな分野のニーズを満たすことができます。
投稿日時: 2024年3月12日