JP2013174026A - Method and apparatus for producing fiber assembly - Google Patents
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Abstract
【課題】 繊維径の小さい繊維の繊維量が揃った繊維集合体を製造できる方法、及びその製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の繊維集合体の製造方法は、自重で移動する樹脂液の液溜りに対して、ガス及び/又は電界を作用させることにより形成した繊維を、液溜りの移動方向と交差する方向に移動する捕集体で捕集する方法である。また、繊維集合体の製造装置は、自重で移動する樹脂液の液溜りを形成できるとともに、前記樹脂液に対してガス及び/又は電界を作用させることにより繊維を形成できる紡糸装置、及び液溜りの移動方向と交差する方向に移動して、前記繊維を捕集できる捕集体、とを備えている。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of producing a fiber assembly in which the amount of fibers having a small fiber diameter is uniform, and an apparatus for producing the same.
SOLUTION: The method for producing a fiber assembly of the present invention crosses the moving direction of a liquid pool with fibers formed by applying a gas and / or an electric field to a liquid pool of a resin liquid that moves by its own weight. It is the method of collecting with the collector which moves to the direction to do. The fiber assembly manufacturing apparatus can form a liquid pool of a resin liquid that moves by its own weight, and a spinning apparatus that can form fibers by applying a gas and / or an electric field to the resin liquid, and a liquid pool And a collecting body capable of collecting the fibers by moving in a direction crossing the moving direction.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は繊維集合体の製造方法及びその製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a fiber assembly and a manufacturing apparatus therefor.
繊維集合体などの繊維集合体を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、繊維集合体を構成する繊維の繊維径は小さいのが好ましい。 If the fiber diameter of the fiber constituting the fiber aggregate, such as a fiber aggregate, is small, it has excellent performance such as separation performance, liquid retention performance, wiping performance, concealment performance, insulation performance, or flexibility. The fiber diameter of the fibers constituting the aggregate is preferably small.
このような繊維径の小さい繊維からなる繊維集合体の製造装置として、図7に示すような、「圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する装置は、平行な間隔を設けた第1(112)、第2(122)及び第3(132)部材を含み、各々は、供給端部(114,124,134)及び対向出口端部(116,126,136)を有する。第2部材(122)は第1部材(112)に隣接する。第2部材(122)の出口端部(126)は、第1部材(112)の出口端部(116)を越えて延びる。第1(112)及び第2(122)部材は、第1供給スリット(118)を画成する。第3部材(132)は、第1部材(112)の第2部材(122)から反対側で第1部材(112)に隣接して位置する。第1(112)及び第3(132)部材は第1ガススリット(138)を画成し、第1(112)、第2(122)及び第3(132)部材の出口端部(116,126,136)はガスジェット空間(120)を画成する。圧縮ガス流を用いることによってナノファイバの不織マットを形成する方法も含まれる」が提案されている(特許文献1)。しかしながら、この装置においては平板状の第1、第2及び第3部材を平行に設けていることから、シート状の紡糸液に対してシート状の圧縮ガスを作用させることになるため、繊維形状になりにくく、液滴を多く含むものとなり、繊維形状にできたとしても太い繊維しか形成できないものであった。 As an apparatus for producing such a fiber assembly composed of fibers having a small fiber diameter, as shown in FIG. 7, “the apparatus for forming a non-woven mat of nanofibers by using a compressed gas flow is provided with parallel intervals. And first (112), second (122) and third (132) members, each having a supply end (114, 124, 134) and an opposing outlet end (116, 126, 136). The second member (122) is adjacent to the first member (112) The outlet end (126) of the second member (122) extends beyond the outlet end (116) of the first member (112). The first (112) and second (122) members define a first supply slit (118), and the third member (132) is opposite the second member (122) of the first member (112). And located adjacent to the first member (112). 112) and the third (132) member define a first gas slit (138) and the outlet ends (116, 126, 136) of the first (112), second (122) and third (132) members. ) Defines a gas jet space (120), including a method of forming a nonwoven mat of nanofibers by using a compressed gas stream "(Patent Document 1). However, in this apparatus, since the flat plate-like first, second, and third members are provided in parallel, the sheet-like compressed gas acts on the sheet-like spinning solution, so that the fiber shape However, even if it was made into a fiber shape, only thick fibers could be formed.
このような問題点を解決できる装置として、本願出願人は図8に示すような、「紡糸液を吐出できる液吐出部(El1、El2、El3・・)を1箇所以上と、前記いずれの液吐出部(El1、El2、El3・・)よりも上流側に位置し、線状に伸びる、ガスを吐出できるガス吐出部(Eg)1箇所以上とを有する、次の条件を満足する紡糸装置:(1)液吐出部(El1、El2、El3・・)を端部とする液用柱状中空部(Hl1、Hl2、Hl3・・)を有する、(2)ガス吐出部(Eg)を端部とするガス用柱状中空部(Hl1、Hl2、Hl3・・)を有する、(3)液用柱状中空部(Hl1、Hl2、Hl3・・)を延長した液仮想柱状部(Hvl1、Hvl2、Hvl3・・)とガス用柱状中空部(Hg)を延長したガス仮想柱状部(Hvg)とは近接している、(4)液用柱状中空部(Hl1、Hl2、Hl3・・)の吐出方向中心軸(Al1、Al2、Al3・・)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、(5)ガス用柱状中空部(Hg)の中心軸(Ag)に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部(Hg)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl1、Hl2、Hl3・・)の切断面の外周との距離が最も短い直線(L1、L2、L3・・)を、1本だけ引くことができる。」(特許文献2)を提案した。この紡糸装置においては、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとは近接しており、平行であり、しかも紡糸液にはガスおよび随伴気流による剪断力が1本の直線状に作用するため、細径化した繊維を安定して紡糸できるものであった。しかしながら、液吐出部が間隔をおいて位置しているため、液吐出部直下における繊維の堆積量と、液吐出部間における繊維の堆積量との間に差が生じやすいという問題があった。
As an apparatus that can solve such a problem, the applicant of the present application, as shown in FIG. 8, “at least one liquid discharge part (El 1 , El 2 , El 3 ... The following conditions include one or more gas discharge portions (Eg) that are located upstream of any liquid discharge portion (El 1 , El 2 , El 3 ...) And extend linearly and can discharge gas. (1) having liquid columnar hollow portions (Hl 1 , Hl 2 , Hl 3 ...) Whose ends are liquid discharge units (El 1 , El 2 , El 3 ...), ( 2) It has gas columnar hollow portions (Hl 1 , Hl 2 , Hl 3 ...) Whose ends are gas discharge portions (Eg), (3) Liquid columnar hollow portions (Hl 1 , Hl 2 , Hl 3) ...) extended liquid virtual
また、本願出願人は図9に示すような、「紡糸液を吐出できる液吐出部(El1、El2、El3、El4、El5、El6)を1箇所以上と、前記いずれの液吐出部(El1、El2、El3、El4、El5、El6)よりも上流に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部(Eg)1箇所を有するとともに、次の条件を満足する紡糸単位(Nu)を1つ以上有する紡糸装置、(1)液吐出部(El1、El2、El3、El4、El5、El6)を端部とする、壁材に囲まれた液用柱状中空部をそれぞれ有する、(2)ガス吐出部(Eg)を端部とする、壁材に囲まれたガス用柱状中空部を有する、(3)液用柱状中空部を延長したそれぞれの液仮想柱状部と、ガス用柱状中空部を延長したガス仮想柱状部とはそれぞれ近接している、(4)それぞれの液用柱状中空部の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部の吐出方向中心軸とがそれぞれ平行である、(5)ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部の切断面の外周と、それぞれの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を、それぞれ2本以上引くことができる、(6)ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部の切断面の外周に対して、液用柱状中空部の切断面の外周から距離が最も短い直線を引くことができるそれぞれの液用柱状中空部の切断面の外周の長さが、液用柱状中空部の切断面のそれぞれの外周長の50%以下である」(特許文献3)を提案した。この紡糸装置は、液吐出部から吐出された紡糸液とガス吐出部から吐出されたガスとは近接しており、平行であり、しかも紡糸液にはガス及び随伴気流による剪断力が作用するため、細径化した繊維を安定して紡糸できるものであった。しかしながら、特許文献2と同様に、液吐出部が間隔をおいて位置しているため、液吐出部直下における繊維の堆積量と、液吐出部間における繊維の堆積量との間に差が生じやすいという問題があった。
Further, the applicant of the present application, as shown in FIG. 9, “at least one liquid discharging part (El 1 , El 2 , El 3 , El 4 , El 5 , El 6 ) capable of discharging the spinning liquid, It is located upstream of the liquid discharge part (El 1 , El 2 , El 3 , El 4 , El 5 , El 6 ) and has one gas discharge part (Eg) that can discharge gas, and satisfies the following conditions A spinning device having one or more spinning units (Nu), (1) surrounded by a wall material having a liquid discharge part (El 1 , El 2 , El 3 , El 4 , El 5 , El 6 ) as an end (2) The liquid columnar hollow part is extended, (2) The gas columnar hollow part surrounded by the wall material is provided. (3) The liquid columnar hollow part is extended. Each liquid virtual columnar part and the gas virtual columnar part obtained by extending the gas columnar hollow part are the same. (4) The discharge column central axis of each liquid columnar hollow and the discharge column central axis of each gas column hollow are parallel to each other, (5) The center of the gas column hollow When cutting along a plane perpendicular to the axis, draw two or more straight lines each having the shortest distance between the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow part and the outer periphery of the cut surface of each liquid columnar hollow part. (6) When cut along a plane perpendicular to the central axis of the gas columnar hollow part, the outer periphery of the cut surface of the liquid columnar hollow part with respect to the outer periphery of the cut surface of the gas columnar hollow part The length of the outer circumference of the cut surface of each liquid columnar hollow portion that can draw the straight line having the shortest distance from the outer circumference is 50% or less of the outer circumference length of each cut surface of the liquid columnar hollow portion "(patent Reference 3) was proposed. In this spinning device, the spinning solution discharged from the liquid discharging unit and the gas discharged from the gas discharging unit are close and parallel to each other, and the shearing force due to the gas and the accompanying airflow acts on the spinning solution. The fiber having a reduced diameter can be spun stably. However, as in
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、繊維径の小さい繊維の繊維量が揃った繊維集合体を製造できる方法、及びその製造装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above problems, and it aims at providing the method which can manufacture the fiber assembly with which the fiber amount of the fiber with a small fiber diameter was equal, and its manufacturing apparatus.
本発明の請求項1にかかる発明は、「自重で移動する樹脂液の液溜りに対して、ガス及び/又は電界を作用させることにより形成した繊維を、液溜りの移動方向と交差する方向に移動する捕集体で捕集することを特徴とする、繊維集合体の製造方法。」である。
The invention according to
本発明の請求項2にかかる発明は、「自重で移動する樹脂液の液溜りを形成できるとともに、前記樹脂液に対してガス及び/又は電界を作用させることにより繊維を形成できる紡糸装置、及び液溜りの移動方向と交差する方向に移動して、前記繊維を捕集できる捕集体、とを備えていることを特徴とする、繊維集合体の製造装置。」である。
The invention according to
本発明の請求項1にかかる発明は、自重で移動する樹脂液の液溜りにガス及び/又は電界を作用させることによって繊維を形成しているため、繊維量が均等な繊維集合体を製造できる。つまり、液吐出部に相当する液溜りが連続的に自重で移動している状態は、液吐出部が連続的に移動していることに相当するため、繊維量が均等な繊維集合体を製造できる。
In the invention according to
本発明の請求項2にかかる発明は、自重で移動する樹脂液の液溜りを形成できるとともに、樹脂液に対してガス及び/又は電界を作用させることにより繊維を形成できる紡糸装置により繊維化できるため、繊維量が均等な繊維集合体を製造できる。つまり、液吐出部に相当する液溜りが連続的に自重で移動している状態は、液吐出部が連続的に移動していることに相当するため、繊維量が均等な繊維集合体を製造できる。
The invention according to
本発明の繊維集合体の製造装置の一例について、繊維集合体製造装置の上視図である図1、図1の繊維集合体製造装置における捕集体移動方向からの側面図である図2、紡糸装置の模式的斜視図である図3、及び図3の紡糸装置における液吐出部側(図3におけるD方向)からの平面図である図4を参照しながら説明する。 FIG. 1 is a top view of a fiber assembly manufacturing apparatus, and FIG. 2 is a side view of the fiber assembly manufacturing apparatus in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 3 which is a schematic perspective view of the apparatus, and FIG. 4 which is a plan view from the liquid discharge part side (D direction in FIG. 3) in the spinning apparatus of FIG.
本発明の繊維集合体の製造装置は図1に示すように、繊維を紡糸できる紡糸装置10、紡糸装置10の長さ方向と直交する方向(図1におけるA方向)に移動して、紡糸装置10により紡糸された繊維を捕集できる捕集体20、捕集体20上に捕集されて形成した繊維集合体30を巻き取ることのできる巻取りロール40、から構成されており、前記紡糸装置10は、図3、4に示すように、一直線状に伸び、樹脂液を吐出できる液吐出部16と、液吐出部16と平行に、一直線状に伸び、ガスを吐出できるガス吐出部17とを有するとともに、図2に示すように、液吐出部16の一端から他端にかけて、水平面と平行な捕集面を有する捕集体20との距離が短くなるように、傾いた状態で配置されている。
As shown in FIG. 1, the apparatus for producing a fiber assembly according to the present invention moves in a
紡糸装置10は、より具体的には、図3、4に示すように、液供給プレート11、ガス供給プレート12、液−ガスセパレータ13、液用スペーサ14、及びガス用スペーサ15とから構成されており、液供給プレート11と液−ガスセパレータ13の間に液用スペーサ14を介在させることによって、樹脂液を供給し、樹脂液を吐出できる液吐出部16を形成しており、ガス供給プレート12と液−ガスセパレータ13の間にガス用スペーサ15を介在させることによって、ガスを供給し、ガスを吐出できるガス吐出部17を形成している。そのため、液吐出部16から吐出された樹脂液とガス吐出部17から吐出されたガスとは、吐出直後、液−ガスセパレータ13の厚さに相当する距離だけ離間した状態にある。なお、ガス吐出部17が液吐出部16よりも上流側となるように、ガス供給プレート12とガス用スペーサ15を配置している。また、液供給プレート11と液−ガスセパレータ13の間に液用スペーサ14を介在させることによって形成された液供給空間に樹脂液を供給できるように、樹脂液供給装置が接続され、ガス供給プレート12と液−ガスセパレータ13の間にガス用スペーサ15を介在させることによって形成されたガス供給空間にガスを供給できるように、ガス供給装置が接続されている。
More specifically, the
そのため、このような繊維集合体30の製造装置の紡糸装置10の液供給空間に樹脂液を供給すると、樹脂液は液供給空間を通って液吐出部16に到達するが、液吐出部16は一直線状に伸びる長方形状であるため、液吐出部16から均一に樹脂液が吐出されにくく、点状に樹脂液が吐出される、つまり、樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・が形成される(図5(a)参照)。一方で、ガス供給空間にガスを供給すると、ガスはガス供給空間を通ってガス吐出部17に到達し、ガス吐出部17から吐出される。この吐出されたガスは樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・と近接しており、このガスによって、前記樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・に対してせん断力を作用させることができるため、樹脂液は繊維化し、捕集体20に向かって飛翔する(図5(a)参照)。
Therefore, when the resin liquid is supplied to the liquid supply space of the
このように樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・が形成されるが、液吐出部16は一端から他端にかけて、傾いた状態にあるため、時間の経過とともに、樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・の自重によって、傾いている方向に移動する(図5(b)参照)。なお、樹脂液は液供給空間を通して供給されるため、繊維化しても、液溜りの樹脂量が少なくなるということはない。また、樹脂液の液溜りL1、L2、L3・・の移動に伴い、液吐出部16の一端には、新たな樹脂液の液溜りL0が形成される(図5(b)参照)。
In this way, the liquid reservoirs L 1 , L 2 , L 3 ... Are formed, but the
同様に、更に時間が経過すると、樹脂液の液溜りL0、L1、L2、L3・・の自重によって、傾いている方向に更に移動するとともに、液吐出部16の一端に、新たな樹脂液の液溜りL−1が形成される(図5(c)参照)。 Similarly, when the time further elapses, the resin liquid reservoirs L 0 , L 1 , L 2 , L 3 .. A liquid reservoir L- 1 is formed (see FIG. 5C).
このように形成した繊維は、紡糸装置10の長さ方向と直交する方向、つまり、樹脂液の液溜りL−1、L0、L1、L2、L3・・の移動方向と直交する方向に移動する捕集体20によって捕集され、繊維集合体30が形成される。そして、この繊維集合体30は捕集体20の一端に位置する巻取りロール40によって巻き取られる。
The fibers thus formed are orthogonal to the direction perpendicular to the length direction of the
このように、図1〜5に示すような製造装置によると、自重で連続的に移動する樹脂液の液溜りに対して、ガスを作用させることによって繊維化しており、しかも繊維化した繊維を液溜りの移動方向と直交する方向に移動する捕集体20で捕集しているため、繊維量が均等な繊維集合体30を製造することができる。
As described above, according to the manufacturing apparatus as shown in FIGS. 1 to 5, the fiber is made into a fiber by applying a gas to the liquid pool of the resin liquid that continuously moves under its own weight, and the fiber that is made into fiber Since the collection is performed by the
図3、4における紡糸装置10においては、吐出された樹脂液と吐出されたガスとを互いに平行に吐出できるため、ガス及び随伴気流によるせん断作用を効率的に作用させることができ、安定して繊維を紡糸することができる。
In the
前述の通り、図3、4における紡糸装置10においては、ガス吐出部17は液吐出部16よりも上流側に位置しているため、液吐出部16の周辺へ樹脂液が巻き上がるのを防止できる。そのため、液吐出部16の周囲を汚すことなく、長時間の紡糸が可能である。なお、ガス吐出部17と液吐出部16との距離は特に限定するものではないが、10mm以下であるのが好ましく、5mm以下であるのがより好ましい。10mmを超えると吐出された樹脂液に対するガス及び随伴気流のせん断力が不十分となり、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
As described above, in the
なお、ガス吐出部17が液吐出部16よりも上流側に位置し、液吐出部16から吐出される樹脂液とガス吐出部17から吐出されるガスとが平行に吐出されることから、ガス及び随伴気流によるせん断力を作用させることができ、比較的繊維径の揃った繊維を紡糸することができるが、繊維径分布を問題にしないのであれば、ガス吐出部17と液吐出部16とは同一平面上にあっても良いし、ガス吐出部17が液吐出部16よりも下流側にあっても良い。また、樹脂液とガスは平行であるように吐出される必要はない。例えば、樹脂液に対してガスを吹き付けるように吐出しても良い。
In addition, since the
また、図3、4における紡糸装置10においては、吐出された樹脂液と吐出されたガスとは液−ガスセパレータ13の壁厚に相当する距離だけ離間しているが、この離間距離は2mm以下であるのが好ましく、1mm以下であるのがより好ましい。この距離が2mmを超えるとガス及び随伴気流のせん断力が作用しにくく、繊維化しにくくなる傾向があるためである。
3 and 4, the discharged resin liquid and the discharged gas are separated by a distance corresponding to the wall thickness of the liquid-
図3、4の紡糸装置10においては、液吐出部16とガス吐出部17は一直線状に伸びているが、一直線状である必要はない。例えば、曲線、波線、円状、X字状、コの字状、渦巻状、三角形状、四角形状、或いはこれらを組み合わせて線状に伸びていても、液吐出部16とガス吐出部17とが連続している限り、同様の効果を奏する。
In the
また、図3、4の紡糸装置10においては、ガス吐出部17は液吐出部16と平行に一直線状に伸びているが、平行である必要はない。しかしながら、いずれの液溜りに対しても、同程度のガスを作用させ、繊維径の揃った繊維を紡糸するという観点からは、平行であるのが好ましい。
3 and 4, the
図3、4に示すような、紡糸装置10を構成する液供給プレート11、ガス供給プレート12、液−ガスセパレータ13、液用スペーサ14、及びガス用スペーサ15は金属製であっても樹脂製であっても良く、その素材は特に限定しない。
3 and 4, the
また、図3、4の紡糸装置10においては、液供給プレート11、ガス供給プレート12、液−ガスセパレータ13、液用スペーサ14、及びガス用スペーサ15とから構成されているが、自重で移動できる樹脂液の液溜りを形成できる液吐出部16と、この移動する液溜りに対して、連続的にガスを作用させることのできるガス吐出部17とを有する限り、これら材料から構成されている必要はない。
3 and 4 includes a
更に、図3、4の紡糸装置10においては、1つの液吐出部16に対して1つのガス吐出部17が対応しているが、1つの液吐出部の両側にガス吐出部を備えていても良いし、1つのガス吐出部の両側に液吐出部を備えていても良い。
Further, in the
図1における製造装置においては、紡糸装置10に樹脂液供給装置及びガス供給装置が接続されているが、樹脂液供給装置としては、樹脂液がポリマーを溶媒に溶解させたものである場合には、例えば、シリンジ、ステンレスタンク、プラスチックタンク、或は塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製などの樹脂製バッグなどを挙げることができ、樹脂液がポリマーを加熱溶融させたものである場合には、例えば、押出し機、ヒーターにより加熱された金属製シリンジなどを挙げることができる。また、ガス供給装置としては、ガスが常温である場合には、例えば、圧縮機、ガスボンベ、ブロアなどを挙げることができ、加熱ガスである場合には、例えば、ヒーターに接続した圧縮機、ガスボンベ、ブロアなどを挙げることができる。
In the manufacturing apparatus in FIG. 1, a resin liquid supply apparatus and a gas supply apparatus are connected to the
図1における捕集体20はコンベアからなるが、繊維を直接捕集できるものであれば良く、例えば、織物、編物、ネット、網、ドラム、ベルト、或いは平板を捕集体20として使用できる。本発明においては、ガスを吐出しているため、ガスを吸引して捕集体上に繊維を捕集しやすく、また捕集した繊維が乱れないように、通気性の捕集体20を使用し、捕集体20の捕集面(紡糸装置側の面)とは反対面側にサクション装置を設置するのが好ましい。
Although the
また、図1における捕集体20は紡糸装置10の長さ方向、つまり、液溜りの移動方向と直交する方向に捕集体20が移動しているが、直交する方向である必要はない。しかしながら、直交する方向であると、繊維量がより均等な繊維集合体30を製造することができるため好適である。
Moreover, although the
なお、本発明においては、自重で移動する樹脂液の液溜りを繊維化しているため、捕集体20は紡糸装置10よりも重力の作用方向の下方に配置するのが好ましい。また、図2に示すように、樹脂液の吐出方向と捕集体20の捕集面とは直交する位置関係にはないが、直交する位置関係にあっても良い。
In the present invention, since the liquid pool of the resin liquid that moves under its own weight is made into a fiber, it is preferable that the collecting
図2に示すように、紡糸装置10は水平面と平行な捕集面を有する捕集体20との距離が短くなるように、傾いた状態にあるが、その傾き(図2におけるα)は樹脂液の粘度、樹脂液の吐出量、紡糸装置部材に対する樹脂液の親和性、液吐出部16の大きさ、形状、によって変化するため、実験により、適宜調節するのが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
なお、図2に示すように、液吐出部16は一端から他端にかけて傾いた状態にある必要はなく、図6に示すように、液吐出部16は液供給プレート11の中央部から両端にかけて傾いた状態にあっても、同様の効果を生じる。つまり、液供給プレート11の中央部で生じた樹脂液の液溜りは自重によって、液供給プレート11の両端に向かって移動するが、連続的に移動する際に、ガス及び随伴気流によるせん断作用を受けて、連続的に繊維化し、繊維量が均等な繊維集合体30を製造することができる。
As shown in FIG. 2, the
更に、図1〜4においては、ガス吐出部17から吐出されたガスによって繊維化しているが、ガスの作用のみによって繊維化する必要はなく、ガスの作用に代えて、又は加えて、電界を作用させることによって、繊維化することもできる。例えば、紡糸装置10の液供給プレート11、又は液供給空間の樹脂液に対して電圧を印加するとともに、捕集体20をアースすることによって、樹脂液の液溜りに対して電界を作用させることができる。このように電界を作用させることによって、樹脂液の液溜りが繊維化しやすく、また、繊維同士の静電気的反発力によって、繊維同士が結着した繊維束を形成せず、個々の繊維が分散した状態で捕集できるため、繊維径の揃った繊維集合体30を製造しやすい。
Furthermore, in FIGS. 1-4, although it fiberizes with the gas discharged from the
電圧を印加できる電源としては、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機を挙げることができる。また、印加極性は正であっても負であっても良い。また、捕集体20に対して印加し、紡糸装置10をアースしても良い。或いは、捕集体20と紡糸装置10との間に電界が形成されるように、捕集体20と紡糸装置10の両方に電圧を印加しても良い。また、捕集体20に対して印加するのではなく、捕集体20の捕集面とは反対面側に対向電極を配置し、対向電極をアース又は印加し、紡糸装置10との間に電界を形成することもできる。
Examples of a power source to which a voltage can be applied include a direct current high voltage generator and a Van de Graf electromotive machine. Further, the applied polarity may be positive or negative. Alternatively, the
なお、電圧を印加して樹脂液に対して電界を作用させる場合、全ての樹脂液の液溜りに関して、捕集体との距離が同じではないと、距離の近い樹脂液の液溜りから優先的に紡糸され、液吐出部全体にわたって紡糸しにくい傾向があるため、電界を作用させる場合には、液吐出部と捕集体の捕集面との距離が液吐出部全体にわたって同じであるように、捕集体も傾けるのが好ましい。 In addition, when an electric field is applied to the resin liquid by applying a voltage, if all the resin liquid reservoirs are not at the same distance from the collector, the resin liquid reservoirs with a short distance are preferentially used. Since the spinning tends to be difficult to spin over the entire liquid discharge part, when an electric field is applied, the distance between the liquid discharge part and the collection surface of the collector is the same throughout the liquid discharge part. It is preferable to tilt the assembly.
図1、2の繊維集合体30の製造装置は開放系のものであるが、紡糸装置10、捕集体20、及び巻取りロール40を紡糸容器内に収納し、閉鎖系とすることもできる。樹脂液が溶媒に溶解させたものである場合、紡糸時に溶媒が揮発するが、閉鎖系であれば、この溶媒の拡散を防止し、場合によっては再利用することができる。
The manufacturing apparatus of the
このように紡糸容器に収納する場合、紡糸容器内のガスを排気できる排気装置を接続するのが好ましい。樹脂液が溶媒に溶解させたものである場合、紡糸を行っていると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度が次第に高くなり、溶媒の蒸発が抑制される結果、繊維径のバラツキが発生しやすく、また、繊維化されにくくなる傾向があるためである。この排気装置は特に限定するものではないが、例えば、排気口に設置したファンであることができる。また、容器用ガス供給装置によって紡糸容器へガスを供給する場合には、単に排気口を設けるだけで供給量と同量のガスを排出することができるため、排気装置は必ずしも必要ではない。なお、排気装置によって排気する場合、排気量はガス供給装置及び容器用ガス供給装置からのガス供給量の総量と同じ量だけ排気するのが好ましい。供給総量と排気量とが異なると、紡糸容器内における圧力が変わることによって、溶媒の蒸発速度が変わり、繊維径のバラツキが生じやすいためである。なお、サクション装置に排気装置を兼用させることもできる。 In this way, when storing in the spinning container, it is preferable to connect an exhaust device capable of exhausting the gas in the spinning container. When the resin solution is dissolved in a solvent, spinning is performed, the solvent vapor concentration in the spinning vessel gradually increases, and as a result of suppressing the evaporation of the solvent, fiber diameter variation is likely to occur. Moreover, it is because it tends to become difficult to fiberize. Although this exhaust apparatus is not specifically limited, For example, it can be a fan installed in the exhaust port. Further, when supplying gas to the spinning container by the container gas supply device, the exhaust device is not necessarily required because the same amount of gas can be discharged simply by providing an exhaust port. In addition, when exhausting by the exhaust device, it is preferable that the exhaust amount is exhausted by the same amount as the total gas supply amount from the gas supply device and the container gas supply device. This is because if the total supply amount and the exhaust amount are different, the pressure in the spinning vessel changes, so that the evaporation rate of the solvent changes and the fiber diameter is likely to vary. The suction device can also be used as an exhaust device.
なお、紡糸容器に温湿度を調整したガスを供給できる容器用ガス供給装置を接続すると、紡糸容器内における溶媒蒸気濃度を安定させ、繊維径のバラツキの小さい繊維を紡糸できる。この容器用ガス供給装置としては、例えば、プロペラファン、シロッコファン、エアコンプレッサー、或いは送風機などを挙げることができる。 When a container gas supply device capable of supplying gas with adjusted temperature and humidity is connected to the spinning container, the solvent vapor concentration in the spinning container can be stabilized, and fibers with small variations in fiber diameter can be spun. Examples of the container gas supply device include a propeller fan, a sirocco fan, an air compressor, and a blower.
また、図1においては、繊維を捕集して形成した繊維集合体30を直接、巻取りロール40で巻き取っているが、巻き取る前に、繊維集合体30を結合するための装置を配置することができる。例えば、バインダーを付与し、乾燥する装置、繊維同士を融着させることのできる熱処理装置、繊維同士を絡合させることのできる絡合装置、などを配置することができる。
In FIG. 1, the
更に、図1においては、1組の紡糸装置10しか描いていないが、2組以上の紡糸装置を配置することもできる。例えば、繊維集合体30の搬送方向に並列に紡糸装置を配置するのが好ましい。このように配置することによって、繊維集合体30の生産性を高めることができる。特に、搬送方向において、隣接する紡糸装置における液溜りの移動方向が互いに反対方向であるように、紡糸装置を配置するのが好ましい。このように配置することによって、繊維量がより均等な繊維集合体30を製造することができる。
Further, in FIG. 1, only one set of spinning
本発明の製造装置を用いて繊維集合体を製造する際には、紡糸装置10のガス吐出部17からは、流速100m/sec.以上のガスを吐出するのが好ましい。ガス吐出部17から流速100m/sec.以上のガスを吐出することによって、液滴の発生を抑え、繊維径の揃った細径化した繊維からなる繊維集合体30を製造することができる。より好ましくは流速150m/sec.以上のガスを吐出し、更に好ましくは流速200m/sec.以上のガスを吐出する。なお、ガス流速の上限は安定して紡糸できる流速であれば良く、特に限定するものではない。
When a fiber assembly is manufactured using the manufacturing apparatus of the present invention, the flow rate of 100 m / sec. It is preferable to discharge the above gas. A flow rate of 100 m / sec. By discharging the gas described above, it is possible to suppress the generation of droplets and to manufacture a
このような流速のガスを吐出するには、例えば、圧縮機からガス供給空間へガスを供給すれば良い。なお、ガスの種類は特に限定するものではないが、空気、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができ、これらの中でも空気であると経済的である。また、ガスの温度は樹脂液によって異なり、特に限定するものではないが、ポリマーを溶媒に溶解させた樹脂液である場合には、常温であるのが経済的に好ましく、ポリマー自体を加熱溶融させた樹脂液である場合には、樹脂液とガスとが接触する部分で、加熱溶融した樹脂液の温度よりも100℃低い温度から、加熱溶融した樹脂液の温度よりも100℃高い温度までの範囲の温度のガスであるのが好ましい。加熱溶融した樹脂液の温度よりも低い温度のガスの場合、冷却作用により繊維の固化を促進することができ、他方で、加熱溶融した樹脂液の温度よりも高い温度のガスの場合、樹脂液の固化を抑制し、液吐出部16から捕集体20までの飛翔空間において、樹脂液に対してガス及び随伴気流の剪断力を作用させることができる。
In order to discharge the gas at such a flow rate, for example, the gas may be supplied from the compressor to the gas supply space. In addition, although the kind of gas is not specifically limited, air, nitrogen gas, argon gas, etc. can be used and it is economical when it is air among these. The temperature of the gas varies depending on the resin liquid and is not particularly limited. However, in the case of a resin liquid in which a polymer is dissolved in a solvent, it is economically preferable that the temperature is normal, and the polymer itself is heated and melted. In the case where the resin liquid is a liquid, the temperature at which the resin liquid and the gas are in contact is from 100 ° C. lower than the temperature of the heat-melted resin liquid to 100 ° C. higher than the temperature of the heat-melted resin liquid. A gas with a temperature in the range is preferred. In the case of a gas having a temperature lower than the temperature of the heated and melted resin liquid, the solidification of the fiber can be promoted by a cooling action. On the other hand, in the case of a gas having a temperature higher than that of the heated and melted resin liquid, In the flying space from the
なお、紡糸装置10と捕集体20との間の繊維の飛翔空間に対して、冷却ガスなどを供給して繊維を冷却し、繊維の固化を促進することができる。また、飛翔空間に対して、加熱ガスを供給して繊維を加熱、保温し、繊維の固化を抑制することができる。
In addition, cooling gas etc. can be supplied with respect to the flying space of the fiber between the spinning
本発明で使用できる樹脂液として、所望ポリマーを溶媒に溶解させたもの、或いは所望ポリマーを加熱溶融させたものを使用できる。 As the resin liquid that can be used in the present invention, a solution obtained by dissolving a desired polymer in a solvent or a solution obtained by heating and melting a desired polymer can be used.
例えば、前者のポリマーを溶媒に溶解させた樹脂液として、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリグリコール酸、ポリアクリロニトリル、共重合ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フッ素系樹脂(ポリフッ化ビニリデン、共重合ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリウレタン、パラ又はメタ系アラミド、セルロース系など1種又は2種以上のポリマーを、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,4−ジオキサン、ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートなど1種又は2種以上の溶媒に溶解させたものを使用することができる。
For example, as a resin solution in which the former polymer is dissolved in a solvent, polyethylene glycol, partially saponified polyvinyl alcohol, fully saponified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polylactic acid, polyester, polyglycolic acid, polyacrylonitrile, copolymerized polyacrylonitrile, polymethacryl Acid, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyimide, polyethylene, polypropylene, polyethersulfone, polysulfone, fluororesin (polyvinylidene fluoride, copolymerized polyvinylidene fluoride, etc.), polyurethane, para- or meta-aramid,
このポリマーを溶媒に溶解させた樹脂液の紡糸時の粘度は10〜10000mPa・sの範囲であるのが好ましく、20〜8000mPa・sの範囲であるのがより好ましい。粘度が10mPa・s未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く繊維になりにくい傾向があり、粘度が10000mPa・sを超えると、樹脂液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向がある。したがって、常温で粘度が10000mPa・sを超える場合であっても、樹脂液を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば、使用することができる。逆に、常温で粘度が10mPa・s未満であっても、樹脂液を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば使用することができる。本発明における「粘度」は、粘度測定装置を用い、紡糸時と同じ温度で測定した、シェアレート100s−1の時の値をいう。 The spinning viscosity of a resin solution obtained by dissolving this polymer in a solvent is preferably in the range of 10 to 10000 mPa · s, more preferably in the range of 20 to 8000 mPa · s. When the viscosity is less than 10 mPa · s, the viscosity is too low and the spinnability tends to be difficult to become a fiber, and when the viscosity exceeds 10000 mPa · s, the resin liquid is not easily stretched and tends to be a fiber . Therefore, even when the viscosity exceeds 10,000 mPa · s at normal temperature, it can be used as long as it is within the above viscosity range by heating the resin liquid. Conversely, even if the viscosity is less than 10 mPa · s at room temperature, it can be used as long as it falls within the above-mentioned viscosity range by cooling the resin liquid. The “viscosity” in the present invention refers to a value at a shear rate of 100 s −1 measured at the same temperature as in spinning using a viscosity measuring device.
他方、加熱溶融させた樹脂液を構成できるポリマーとして、例えば、ポリオレフィン系(ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレンーポリエチレン共重合体、ポリメチルペンテンなど)、ポリエステル系(脂肪族ポリエステル系、芳香族ポリエステル系)、アクリル系(ポリアクリロニトリル、共重合ポリアクリロニトリル)、セルロース系、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ乳酸、ポリアミド系(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ナイロン610)、ポリアセタール、アラミド系、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、或はフッ素系樹脂(ポリフッ化ビニリデン、共重合ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどを1種類または2種類以上を混合して使用することができる。
On the other hand, as a polymer that can constitute a heat-melted resin liquid, for example, polyolefin (polypropylene, polyethylene, polypropylene-polyethylene copolymer, polymethylpentene, etc.), polyester (aliphatic polyester, aromatic polyester), Acrylic (polyacrylonitrile, copolymerized polyacrylonitrile), cellulose, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polystyrene, polyurethane, polylactic acid, polyamide (nylon 6, nylon 66) ,
このポリマーを加熱溶融させた樹脂液の紡糸時の温度範囲は、ポリマーの融点から融点より200℃高い温度までの範囲であるのが好ましく、融点より20℃高い温度から融点より100℃高い温度までの範囲であるのがより好ましい。温度依存性を示すポリマーの場合、融点より200℃高い温度よりも高い温度では、ポリマーの熱分解が生じて紡糸が困難となるためである。また、紡糸時のポリマーにかかる剪断速度は、1〜10000s−1であるのが好ましく、剪断速度50〜5000s−1であるのがより好ましい。圧力依存性を示すポリマーの場合、剪断速度が1s−1未満であると、吐出が安定せず、10000s−1を超えると、高い吐出圧力が必要となり、吐出が困難となる傾向があるためである。なお、上記の温度範囲および剪断速度範囲において、紡糸時の粘度が10〜10000mPa・sの範囲であるのが好ましく、20〜8000mPa・sの範囲であるのがより好ましい。粘度が10mPa・s未満であると、粘度が低すぎて曳糸性が悪く、繊維になりにくい傾向があり、粘度が10000mPa・sを超えると、樹脂液が延伸されにくく、繊維となりにくい傾向があるためである。したがって、溶融時に粘度が10000mPa・sを超える場合であっても、樹脂液を加熱することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば使用することができる。逆に、溶融時に粘度が10mPa・s未満であっても、樹脂液を冷却することにより前記粘度範囲内に収まるのであれば使用することができる。
The spinning temperature range of the resin liquid in which the polymer is heated and melted is preferably in the range from the melting point of the polymer to a temperature 200 ° C higher than the melting point, from the
前述のように、1つのガス吐出部の両側に液吐出部を備えている場合、一方の液吐出部からの吐出条件と他方の液吐出部からの吐出条件とを変えることによって、異なる種類の繊維が混在する繊維集合体を製造することができる。例えば、液吐出部の大きさが異なる、液吐出部のガス吐出部からの距離が異なる、樹脂液の吐出量が異なる、樹脂液の濃度が異なる、樹脂液構成ポリマーが異なる、樹脂液の粘度が異なる、樹脂液の溶媒が異なる、樹脂液が2種類以上のポリマーからなる場合にはその配合比率が異なる、樹脂液が2種類以上の溶媒からなる場合にはその配合比率が異なる、樹脂液の温度が異なる、樹脂液の調製方法が異なる(例えば、溶媒に溶解させた樹脂液と加熱溶融させた樹脂液)、樹脂液に添加されている添加剤の種類及び/又は量が異なる、などのこれら1つ、又は2つ以上が異なる条件で吐出すると、異なる種類の繊維が混在する繊維集合体を製造することができる。 As described above, when a liquid discharge part is provided on both sides of one gas discharge part, different types of discharge can be obtained by changing the discharge condition from one liquid discharge part and the discharge condition from the other liquid discharge part. A fiber assembly in which fibers are mixed can be manufactured. For example, the size of the liquid discharge part is different, the distance of the liquid discharge part from the gas discharge part is different, the discharge amount of the resin liquid is different, the concentration of the resin liquid is different, the resin liquid constituent polymer is different, the viscosity of the resin liquid The resin liquid is different, the resin liquid is composed of two or more polymers, the blending ratio is different, the resin liquid is composed of two or more solvents, the blending ratio is different, The temperature of the resin is different, the method of preparing the resin liquid is different (for example, the resin liquid dissolved in the solvent and the resin liquid heated and melted), the type and / or amount of the additive added to the resin liquid is different, etc. When one or more of these are discharged under different conditions, a fiber assembly in which different types of fibers are mixed can be produced.
本発明においては、飛翔する繊維に対して、粉体、繊維、及び/又は繊維集合物を供給し、これらを混合することによって、繊維集合体に機能を付与することもできる。 In the present invention, a function can also be imparted to the fiber aggregate by supplying powder, fiber, and / or fiber aggregate to the flying fiber and mixing them.
例えば、粉体として、活性炭(例えば、水蒸気賦活炭、アルカリ処理活性炭、酸処理活性炭など)、無機粒子(例えば、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化亜鉛、チタン含有酸化物、ゼオライト、触媒担持セラミックス、シリカなど)、イオン交換樹脂、植物の種子などを挙げることができる。 For example, as powder, activated carbon (for example, steam activated carbon, alkali-treated activated carbon, acid-treated activated carbon, etc.), inorganic particles (for example, manganese dioxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, cobalt oxide, zinc oxide, titanium-containing oxide) Materials, zeolites, catalyst-supporting ceramics, silica, etc.), ion exchange resins, plant seeds, and the like.
繊維として、レーヨン、ポリノジック、キュプラなどの再生繊維、アセテート繊維などの半合成繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、綿、麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維などを挙げることができる。 Recycled fibers such as rayon, polynosic and cupra, semi-synthetic fibers such as acetate fibers, nylon fibers, vinylon fibers, vinylidene fibers, polyvinyl chloride fibers, polyester fibers, acrylic fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyurethane fibers, etc. Synthetic fibers, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, plant fibers such as cotton and hemp, and animal fibers such as wool and silk.
繊維集合物として、前記同種又は異種繊維の集合物を挙げることができる。なお、繊維集合物の集合状態は特に限定するものではなく、例えば、繊維同士が絡んだ状態、繊維同士が接着した状態、繊維同士が融着した状態、繊維同士を撚って糸となった状態、などを挙げることができる。 Examples of the fiber aggregate include the aggregate of the same or different fibers. The aggregate state of the fiber aggregate is not particularly limited. For example, the fiber is entangled, the fibers are bonded, the fibers are fused, the fibers are twisted into a yarn. State, etc.
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
(樹脂液の調製)
共重合ポリアクリロニトリルを、N,N−ジメチルホルムアミドに濃度13mass%となるように溶解させた樹脂液[粘度:420mPa・s(23℃)]を用意した。
Example 1
(Preparation of resin solution)
A resin liquid [viscosity: 420 mPa · s (23 ° C.)] in which copolymer polyacrylonitrile was dissolved in N, N-dimethylformamide so as to have a concentration of 13 mass% was prepared.
(繊維集合体製造装置の準備)
図1、2のような、次の構成からなる紡糸装置10、捕集体20としてステンレス製金属網(70メッシュ)からなるコンベア(幅150mm、移動方向の長さ300mm)、サクション装置、及び巻取りロール40として紙管を用意した。
(Preparation of fiber assembly manufacturing equipment)
As shown in FIGS. 1 and 2, a
(1)樹脂液供給装置:シリンジ
(2)ガス供給装置:圧縮機
(3)液供給プレート11:たて35mm、よこ60mm、厚さ3mmのステンレス製プレート
(4)ガス供給プレート12:たて30mm、よこ60mm、厚さ3mmのステンレス製プレート
(5)液−ガスセパレータ13:たて35mm、よこ60mm、厚さ0.3mmのステンレス製プレート
(6)液用スペーサ14:たて35mm、よこ5mm、厚さ0.3mmのステンレス製プレート
(7)ガス用スペーサ15:たて30mm、よこ5mm、厚さ0.2mmのステンレス製プレート
(8)液吐出部16:幅0.3mm、長さ50mmの一直線状
(9)ガス吐出部17:幅0.2mm、長さ50mmの一直線状
(10)ガス吐出部17の位置:液吐出部16よりも5mm上流側
(11)液吐出部16とガス吐出部17の関係:平行
(1) Resin liquid supply device: Syringe (2) Gas supply device: Compressor (3) Liquid supply plate 11: Stainless steel plate having a length of 35 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 3 mm (4) Gas supply plate 12:
次いで、捕集体20を捕集面が水平となるように配置するとともに、紡糸装置10の液吐出部16を捕集体20の捕集面に対して5°(図2におけるα)傾けるとともに、液吐出部16の長手方向が捕集体20の移動方向に対して直交するように配置し、繊維集合体製造装置とした。なお、液吐出部16と捕集面との最も近い距離が100mmであるように、紡糸装置10を捕集体20よりも重力の作用方向の上方に配置した。また、捕集体20の幅方向に60mmで、捕集体20の移動方向に30mmのサクション口を有するサクション装置を捕集体20の捕集面の反対面側に配置した。
Next, the
(繊維集合体の製造)
この繊維集合体製造装置の液供給空間に前記樹脂液を3mL/min.の量で供給し、液吐出部16に樹脂液の液溜りを形成した。同時に、ガス供給空間に圧縮空気を圧力0.25MPaで250L/min.の量で供給し、ガス吐出部17から常温の空気を吐出し、前記液溜りを繊維化した。この繊維化した繊維を125mm/min.で移動する捕集体20で捕集して繊維集合体30(目付:5g/m2、厚さ:25μm、平均繊維径:400nm、幅:60mm)を製造した。なお、繊維を捕集する際に、サクション装置のサクション口に接続したルーツブロアを用いて、1m3/min.の流量で空気を吸引した。
(Manufacture of fiber assemblies)
The resin liquid is supplied at 3 mL / min. In the liquid supply space of the fiber assembly manufacturing apparatus. In this manner, a liquid reservoir of the resin liquid is formed in the
この製造した繊維集合体30から、流れ方向(捕集体の移動方向)に200mmで、幅方向(捕集体の移動方向と直交する方向)に60mmの試料片を採取した後、更に、幅方向で5mm間隔に切断して、流れ方向200mm、幅方向5mmの細分化試料片T1〜T12を12枚調製した。その後、液吐出部の長さが50mmであったことから、両端の細分化試験片T1、T12を除いた細分化試験片T2〜T11の質量を測定し、目付(1m2あたりの質量)を算出したところ、目付は5±0.05g/m2で、幅方向における繊維量のバラツキの小さい繊維集合体であった。
A sample piece of 200 mm in the flow direction (moving direction of the collecting body) and 60 mm in the width direction (direction orthogonal to the moving direction of the collecting body) was sampled from the manufactured
(比較例1)
図7と類似する、次の構成からなる紡糸装置を用いたこと以外は、実施例1と同じ条件で繊維集合体を製造しようとしたが、連続的に繊維化することができず、ショットや液滴が多く、均一な繊維集合体を製造することができなかった。
(Comparative Example 1)
Although it tried to manufacture a fiber assembly on the same conditions as Example 1 except having used the spinning device which consists of the following composition similar to Drawing 7, it cannot be made into a continuous fiber, shot and There were many droplets and a uniform fiber assembly could not be produced.
(1)樹脂液供給装置:シリンジ
(2)ガス供給装置:圧縮機
(3)液供給プレート(図7における122):
たて35mm、よこ60mm、厚さ3mmのステンレス製プレート
(4)ガス供給プレート(図7における132):
たて35mm、よこ60mm、厚さ3mmのステンレス製プレート
(5)液−ガスセパレータ(図7における112):
たて30mm、よこ60mm、厚さ0.3mmのステンレス製プレート
(6)液用スペーサ:
たて35mm、よこ5mm、厚さ0.3mmのステンレス製プレート
(7)ガス用スペーサ:
たて30mm、よこ5mm、厚さ0.2mmのステンレス製プレート
(8)液・ガス吐出部(図7における120):
幅0.8mm、長さ50mmの一直線状
(9)液−ガスセパレータ112の出口端部(116)の位置:
液・ガス吐出部よりも5mm上流側
(1) Resin liquid supply device: syringe (2) Gas supply device: compressor (3) Liquid supply plate (122 in FIG. 7):
Stainless steel plate (4) gas supply plate (132 in FIG. 7) having a length of 35 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 3 mm:
Stainless steel plate with a length of 35 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 3 mm (5) liquid-gas separator (112 in FIG. 7):
Stainless steel plate 30mm long, 60mm wide, 0.3mm thick (6) Liquid spacer:
Stainless steel plate of length 35mm, width 5mm, thickness 0.3mm (7) Gas spacer:
Stainless steel plate with a length of 30 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.2 mm (8) Liquid / gas discharge part (120 in FIG. 7):
Position of outlet end portion (116) of straight line (9) liquid-
5mm upstream from the liquid / gas discharge part
(比較例2)
図8のような、次の構成からなる紡糸装置、捕集体としてステンレス製金属網(70メッシュ)からなるコンベア(幅150mm、移動方向の長さ300mm)、サクション装置、及び巻取りロールとして紙管を用意した。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 8, a spinning device having the following configuration, a conveyor (width 150 mm, length 300 mm in the moving direction) made of a stainless steel metal mesh (70 mesh) as a collector, a suction device, and a paper tube as a take-up roll Prepared.
(1) 紡糸液供給装置:シリンジ
(2) ガス供給装置:圧縮機
(3) 液吐出ノズル群Nl1〜Nl5:金属製
(3)−1 液吐出部El1〜El5:0.3mm径(断面積:0.07mm2)の円形
(3)−2 液用柱状中空部Hl1〜Hl5:0.3mm径の円柱状
(3)−3 液吐出ノズルの外径:0.55mm
(3)−4 液吐出ノズルの本数:6本
(4) ガス吐出プレートPg:金属製
(4)−1 ガス吐出部Eg:幅0.2mm、長さ50mm
(4)−2 ガス用柱状中空部Hg:幅0.2mm、長さ50mm、深さ35mmの直方体状
(4)−3 ガス吐出プレートPgを構成する部材の厚さ:1mm
(4)−4 ガス吐出プレートPgの数:1組
(4)−5 位置:全ての液吐出部El1〜El5がガス吐出部Egよりも5mm下流側に位置し、ガス吐出プレートPgの片側の外壁と液吐出ノズルの外壁面が当接し、各液吐出ノズル間隔が10mmとなるように配置
(5) 液吐出方向中心軸Al1〜Al5とガス吐出方向中心軸Ag:平行
(6) ガス用柱状中空部Hgの中心軸に対して垂直な平面で切断した時に、ガス用柱状中空部Hgの切断面の内周と液用柱状中空部Hl1〜Hl5の切断面の内周との距離が最も短い直線の本数:各々1本
(1) Spinning liquid supply device: Syringe (2) Gas supply device: Compressor (3) Liquid discharge nozzle group Nl 1 to Nl 5 : Metal (3) -1 Liquid discharge part El 1 to El 5 : 0.3 mm Circular (3) -2 liquid columnar hollow part Hl 1 to Hl 5 : 0.3 mm diameter cylindrical shape (3) -3 Liquid discharge nozzle outer diameter: 0.55 mm (cross-sectional area: 0.07 mm 2 )
(3) -4 Number of liquid discharge nozzles: 6 (4) Gas discharge plate Pg: metal (4) -1 Gas discharge portion Eg: width 0.2 mm, length 50 mm
(4) -2 Columnar hollow portion Hg for gas: a rectangular parallelepiped shape having a width of 0.2 mm, a length of 50 mm, and a depth of 35 mm (4) -3 thickness of a member constituting the gas discharge plate Pg: 1 mm
(4) -4 Number of gas discharge plates Pg: 1 set (4) -5 Position: All liquid discharge portions El 1 to El 5 are located 5 mm downstream of the gas discharge portions Eg, and the gas discharge plates Pg Arranged so that the outer wall of one side and the outer wall surface of the liquid discharge nozzle are in contact with each other and the interval between the liquid discharge nozzles is 10 mm (5) Liquid discharge direction central axes Al 1 to Al 5 and gas discharge direction central axis Ag: parallel (6 ) When cut along a plane perpendicular to the central axis of the gas columnar hollow part Hg, the inner periphery of the cut surface of the gas columnar hollow part Hg and the inner periphery of the cut surface of the liquid columnar hollow parts Hl 1 to Hl 5 Number of straight lines with the shortest distance to each: 1 each
次いで、捕集体を捕集面が水平となるように配置するとともに、紡糸装置の液吐出部El1〜El5が捕集体の捕集面と平行、かつ液吐出部El1〜El5の配置方向が捕集体20の移動方向に対して直交するように配置し、繊維集合体製造装置とした。なお、液吐出部El1〜El5と捕集面との距離が100mmであるように、紡糸装置を捕集体よりも重力の作用方向の上方に配置した。また、捕集体の幅方向に60mmで、捕集体の移動方向に30mmのサクション口を有するサクション装置を捕集体の捕集面の反対面側に配置した。
Next, the collection body is arranged so that the collection surface is horizontal, and the liquid discharge portions El 1 to El 5 of the spinning device are parallel to the collection surface of the collection body and the liquid discharge portions El 1 to El 5 are arranged. It arrange | positioned so that a direction might orthogonally cross with respect to the moving direction of the
(繊維集合体の製造)
この繊維集合体製造装置の液用柱状中空部Hl1〜Hl5に、それぞれ実施例1と同じ樹脂液を3mL/min.の量で供給し、液吐出部El1〜El5から樹脂液を吐出した。同時に、ガス用柱状中空部Hgに圧縮空気を圧力0.25MPaで250L/min.の量で供給し、ガス吐出部Egから常温の空気を吐出し、前記樹脂液を繊維化した。この繊維化した繊維を150mm/min.で移動する捕集体で捕集して繊維集合体(目付:5g/m2、厚さ:25μm、平均繊維径:400nm、幅:60mm)を製造した。なお、繊維を捕集する際に、サクション装置のサクション口に接続したルーツブロアを用いて、1m3/min.の流量で空気を吸引した。
(Manufacture of fiber assemblies)
The same resin liquid as that of Example 1 was added to the columnar hollow portions for liquid H1 1 to Hl 5 of this fiber assembly manufacturing apparatus at 3 mL / min. The resin liquid was discharged from the liquid discharge portions El 1 to El 5 . At the same time, compressed air is applied to the gas columnar hollow Hg at a pressure of 0.25 MPa at 250 L / min. And air at normal temperature was discharged from the gas discharge portion Eg to fiberize the resin liquid. This fiberized fiber was 150 mm / min. The fiber aggregate (weight per unit area: 5 g / m 2 , thickness: 25 μm, average fiber diameter: 400 nm, width: 60 mm) was produced. When collecting the fibers, using a roots blower connected to the suction port of the suction device, 1 m 3 / min. Air was sucked in at a flow rate of.
この製造した繊維集合体から、流れ方向(捕集体の移動方向)に200mmで、幅方向(捕集体の移動方向と直交する方向)に60mmの試料片を採取した後、更に、幅方向で5mm間隔に切断して、流れ方向200mm、幅方向5mmの細分化試料片T1〜T12を12枚調製した。その後、両端の液吐出ノズル間距離が50mmであったことから、両端の細分化試験片T1、T12を除いた細分化試験片T2〜T11の質量を測定し、目付(1m2あたりの質量)を算出したところ、目付は5±1.2g/m2で、幅方向における繊維量のバラツキの小さい繊維集合体であった。 A sample piece of 200 mm in the flow direction (the moving direction of the collecting body) and 60 mm in the width direction (the direction orthogonal to the moving direction of the collecting body) was sampled from the manufactured fiber assembly, and further 5 mm in the width direction. Twelve subdivided sample pieces T 1 to T 12 having a flow direction of 200 mm and a width direction of 5 mm were prepared by cutting at intervals. Then, since the distance between the liquid discharge nozzles at both ends was 50 mm, the mass of the subdivided test pieces T 2 to T 11 excluding the subdivided test pieces T 1 and T 12 at both ends was measured, and the basis weight (1 m 2 The mass per unit area) was calculated, and the basis weight was 5 ± 1.2 g / m 2 , and the fiber aggregate had a small variation in the fiber amount in the width direction.
本発明の製造方法によれば、繊維径の小さい繊維の繊維量が揃った繊維集合体を製造できる。本発明の製造方法により製造した繊維集合体は、例えば、エアフィルタ、液体フィルタ、血液フィルタなどのフィルタ用濾過材、バッテリーセパレータ、キャパシタ用セパレータなどの電気化学素子用セパレータ、電極材料、膜支持体、半導体基板、フレキシブルディスプレイ用基板、断熱材、防音材、細胞培養担体、創傷材料、ドラッグデリバリーシステム材料、センサーチップ、スマートファブリックなどの用途に好適に使用できる。 According to the production method of the present invention, it is possible to produce a fiber assembly in which the amount of fibers having a small fiber diameter is uniform. The fiber assembly produced by the production method of the present invention includes, for example, filter media such as air filters, liquid filters and blood filters, separators for electrochemical elements such as battery separators and separators for capacitors, electrode materials, and membrane supports. , Semiconductor substrates, flexible display substrates, heat insulating materials, soundproofing materials, cell culture carriers, wound materials, drug delivery system materials, sensor chips, smart fabrics, and the like.
10 紡糸装置
11 液供給プレート
12 ガス供給プレート
13 液−ガスセパレータ
14 液用スペーサ
15 ガス用スペーサ
16 液吐出部
17 ガス吐出部
20 捕集体
30 繊維集合体
40 巻取りロール
112 第1部材
122 第2部材
132 第3部材
114 第1部材の供給端部
124 第2部材の供給端部
134 第3部材の供給端部
116 第1部材の対向出口端部
126 第2部材の対向出口端部
136 第3部材の対向出口端部
118 第1供給スリット
138 第1ガススリット
120 ガスジェット空間
Nl1、Nl2、Nl3 液吐出ノズル
Pg ガス吐出プレート
El1、El2、El3、El4、El5、El6 液吐出部
Eg ガス吐出部
Hl1、Hl2、Hl3 液用柱状中空部
Hg ガス用柱状中空部
Hvl1、Hvl2、Hvl3 液仮想柱状部
Hvg ガス仮想柱状部
Al1、Al2、Al3 吐出方向中心軸(液)
Ag 吐出方向中心軸(ガス)
Ng ガス吐出ノズル
L1、L2、L3 外周間の距離が最も短い直線
Nu 紡糸単位
DESCRIPTION OF
Ag discharge direction central axis (gas)
Ng gas discharge nozzle L 1 , L 2 , L 3 The distance between the outer peripheries is the shortest straight line Nu spinning unit
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037950A JP2013174026A (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Method and apparatus for producing fiber assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012037950A JP2013174026A (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Method and apparatus for producing fiber assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013174026A true JP2013174026A (en) | 2013-09-05 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2012037950A Pending JP2013174026A (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Method and apparatus for producing fiber assembly |
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2012
- 2012-02-23 JP JP2012037950A patent/JP2013174026A/en active Pending
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