メルトブロー

メルトブロー法は、マイクロファイバーやナノファイバーを製造する従来の方法であり、高速の吹き出しガスに囲まれた小さなノズルからポリマー溶融物が押し出されます。ランダムに堆積した繊維は、濾過、吸着剤、衣類、薬物送達システムに適用可能な不織シート製品を形成します。メルトブロー法の大きな利点は、単純さ、高い比生産性^{[専門用語] 、および溶剤を使用しない操作です。最適化された}レオロジー特性と表面特性を持つポリマーの適切な組み合わせを選択することで、科学者は平均直径が 36 nm というメルトブロー繊維を製造することができました。^[1]

歴史

火山活動の際には、ペレの髪と呼ばれる溶融玄武岩質マグマから激しい風に繊維質の物質が引き寄せられることがある。^[2]同じ現象がポリマーのメルトブローにも当てはまる。メルトブローに関する最初の研究は、1950年代にドローン航空機の放射線測定用の微細ろ過材を製造しようとした米国海軍の試みであった。^[3]その後、エクソン社がメルトブロー原理に基づく高スループットレベルの最初の工業プロセスを開発しました。^[4]中国は世界の不織布の40％を生産しており、その大部分は河北省で生産されています（2018年）。^[5]

ポリマー

熱可塑性挙動を示すポリマーはメルトブロー成形に適しており、メルトブロー成形で一般的に加工される主なポリマーの種類は以下のとおりです。^[6]

プロセス

メルトブロー法は、不織布や不織材料の製造に使用される製造プロセスです。特に、さまざまな用途に使用できる細い繊維を生産できることで知られています。メルトブロー法の仕組みの概要は次のとおりです。^[7]

溶融押し出し: このプロセスは、ポリマー樹脂を溶かして、小さな穴のある装置である紡糸口金を通して押し出すことから始まります。
高速気流: 同時に、押し出されたポリマーの流れに高速の熱風またはガスが吹き付けられます。
繊維形成: 空気の力により溶融ポリマーが引き伸ばされて非常に細い繊維になり、それが移動するコンベアベルトまたはドラム上に集められます。

用途

メルトブロー不織布とその他の革新的なアプローチの主な用途は次のとおりです。^[8]

濾過

メルトブロー不織布は多孔質です。そのため、液体やガスをろ過することができます。用途としては、水処理、マスク、エアコンフィルターなどがあります。COVID-19パンデミックの間、メルトブローンの価格は1トンあたり数千ドルから約10万ドルに急騰しました。

吸着剤

不織布は自身の重量の数倍の液体を保持することができるため、ポリプロピレン製のものは油汚染物質の回収に最適です。^[9]^[10]

衛生用品

メルトブロー織物の高い吸収性は、使い捨ておむつや女性用衛生用品に利用されています。^[11]

アパレル

メルトブロー織物は、特に過酷な環境での衣類に役立つ、断熱性、相対的耐湿性、通気性という 3 つの特性を備えています。

薬物送達

メルトブロー法は、薬物送達を制御するための薬物を含んだ繊維を製造することができる。^[12]薬物処理速度（押し出し供給）が高く、溶剤を使用しない操作と製品の表面積が広いため、メルトブロー法は有望な新しい製剤技術となっている。

参考文献

^ Soltani, Iman; Macosko, Christopher W. (2018). 「海島メルトブローン不織布由来のナノファイバーの形態に対するレオロジーと表面特性の影響」.ポリマー. 145 : 21–30. doi : 10.1016/j.polymer.2018.04.051 . S2CID 139262140.
^ Shimozuru, D. (1994). 「ペレの髪と涙の形成を支配する物理的パラメータ」.火山学紀要. 56 (3): 217–219. Bibcode :1994BVol...56..217S. doi :10.1007/s004450050030.
^ Shaumbaugh, RL (1988). 「マイクロファイバー製造のためのメルトブロープロセスのマクロ的考察」Ind. Eng. Chem. Res . 27 (12): 2363–2372. doi :10.1021/ie00084a021.
^ Ellison CJ、 Phatak A、Giles DW、Macosko CW 、 Bates FS (2007)。「メルトブローンナノファイバー：繊維径分布と繊維破壊の開始」。ポリマー。48 (11): 3306–3316。doi :10.1016/j.polymer.2007.04.005。
^ 「中国輸出信用保険会社、国内マスク需給リスク分析と見通しを発表」。Textile Net China。2020年2月17日。
^ Dutton, Kathryn C. (2008). 「メルトブローンプロセスとパラメータ の概要と分析」Journal of Textile and Apparel, Technology and Management 6。
^ メルトブロー不織布プロセス 2016年6月7日閲覧。
^ McCulloch, John G. (1999). 「メルトブロー技術の発展の歴史」International Nonwovens Journal . 8 : 1558925099OS–80. doi : 10.1177/1558925099os-800123 .
^ Wei, QF; Mather, RR; Fotheringham, AF & Yang, RD (2003). 「海洋流出油回収におけるポリプロピレン不織布油吸着剤の評価」。海洋汚染速報。46 (6): 780–783。doi :10.1016/s0025-326x(03)00042-0。PMID 12787586 。
^ Sarbatly R.; Kamin, Z. & Krishnaiah D. (2016). 「電界紡糸法によるポリマーナノファイバーのレビューと海洋油流出の浄化のための油水分離への応用」海洋汚染速報。106 (1–2): 8–16。doi : 10.1016 /j.marpolbul.2016.03.037。PMID 27016959 。
^ Wehmann, Michael; McCulloch, W. John G. (2012). 「メルトブローイング技術」。Karger-Kocsis, J. (編)。ポリプロピレン: AZ リファレンス。ポリマー科学技術シリーズ。第 2 巻。Springer Science & Business Media。pp. 415–420。doi : 10.1007 / 978-94-011-4421-6_58。ISBN 978-94-010-5899-5。
^ Balogh, A.; Farkas, B.; Faragó, K.; Farkas, A.; Wagner, I.; Van Assche, I.; et al. (2015). 「溶解促進のためのメルトブローン法およびエレクトロスピニング法による薬剤充填ポリマー繊維マット：比較研究」(PDF) . Journal of Pharmaceutical Sciences . 104 (5): 1767–1776. doi :10.1002/jps.24399. PMID 25761776.

外部リンク

メルトブローン押出成形とは何ですか？マスクの製造にどのように使用されますか？

[1] Soltani, Iman; Macosko, Christopher W. (2018). 「海島メルトブローン不織布由来のナノファイバーの形態に対するレオロジーと表面特性の影響」.ポリマー. 145 : 21–30. doi : 10.1016/j.polymer.2018.04.051 . S2CID 139262140.

[2] Shimozuru, D. (1994). 「ペレの髪と涙の形成を支配する物理的パラメータ」.火山学紀要. 56 (3): 217–219. Bibcode :1994BVol...56..217S. doi :10.1007/s004450050030.

[3] Shaumbaugh, RL (1988). 「マイクロファイバー製造のためのメルトブロープロセスのマクロ的考察」Ind. Eng. Chem. Res . 27 (12): 2363–2372. doi :10.1021/ie00084a021.

[4] ^ Ellison CJ、 Phatak A、Giles DW、Macosko CW 、 Bates FS (2007)。「メルトブローンナノファイバー：繊維径分布と繊維破壊の開始」。ポリマー。48 (11): 3306–3316。doi :10.1016/j.polymer.2007.04.005。

[5] 「中国輸出信用保険会社、国内マスク需給リスク分析と見通しを発表」。Textile Net China。2020年2月17日。

[6] ^ Dutton, Kathryn C. (2008). 「メルトブローンプロセスとパラメータ の概要と分析」Journal of Textile and Apparel, Technology and Management 6。

[7] メルトブロー不織布プロセス 2016年6月7日閲覧。

[8] McCulloch, John G. (1999). 「メルトブロー技術の発展の歴史」International Nonwovens Journal . 8 : 1558925099OS–80. doi : 10.1177/1558925099os-800123 .

[9] Wei, QF; Mather, RR; Fotheringham, AF & Yang, RD (2003). 「海洋流出油回収におけるポリプロピレン不織布油吸着剤の評価」。海洋汚染速報。46 (6): 780–783。doi :10.1016/s0025-326x(03)00042-0。PMID 12787586 。

[10] ^ Sarbatly R.; Kamin, Z. & Krishnaiah D. (2016). 「電界紡糸法によるポリマーナノファイバーのレビューと海洋油流出の浄化のための油水分離への応用」海洋汚染速報。106 (1–2): 8–16。doi : 10.1016 /j.marpolbul.2016.03.037。PMID 27016959 。

[11] Wehmann, Michael; McCulloch, W. John G. (2012). 「メルトブローイング技術」。Karger-Kocsis, J. (編)。ポリプロピレン: AZ リファレンス。ポリマー科学技術シリーズ。第 2 巻。Springer Science & Business Media。pp. 415–420。doi : 10.1007 / 978-94-011-4421-6_58。ISBN 978-94-010-5899-5。

[12] Balogh, A.; Farkas, B.; Faragó, K.; Farkas, A.; Wagner, I.; Van Assche, I.; et al. (2015). 「溶解促進のためのメルトブローン法およびエレクトロスピニング法による薬剤充填ポリマー繊維マット：比較研究」(PDF) . Journal of Pharmaceutical Sciences . 104 (5): 1767–1776. doi :10.1002/jps.24399. PMID 25761776.