JP5487086B2 - 紡糸装置、不織布製造装置、不織布の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]紡糸液を吐出できる液吐出部を1箇所以上と、前記いずれの液吐出部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)液吐出部を端部とする液用柱状中空部(Hl)を有する、
(2)ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部(Hg)を有する、
(3)液用柱状中空部(Hl)を延長した液仮想柱状部(Hvl)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(Hl)の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸とが平行である、
(5)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)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線を、1本だけ引くことができる、
[2]前記[1]の紡糸装置に加えて、繊維の捕集体を備えている不織布製造装置、
[3]前記[2]の不織布製造装置を用いる不織布の製造方法、
[4]前記[3]の製造方法により製造した不織布
に関する。
(紡糸液の調製)
ポリアクリロニトリル(アルドリッチ製)を、N,N−ジメチルホルムアミドに濃度10mass%となるように溶解させた紡糸液(粘度(温度25℃):970mPa・s)を用意した。
図1のような次の構成からなる製造装置を用意した。
(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〜Nl19:金属製
(3)−1 液吐出部El1〜El19:0.3mm径(断面積:0.07mm2)の円形
(3)−2 液用柱状中空部Hl1〜Hl19:0.3mm径の円柱状
(3)−3 ノズル外径:いずれも0.55mm
(3)−4 ノズル本数:19本
(4) ガス吐出プレートPg:金属製
(4)−1 ガス吐出部Eg:幅0.5mm、長さ50mmの長方形状
(4)−2 ガス用柱状中空部Hg:たて0.5mm、よこ50mm、高さ20mmの直方体状
(4)−3 ガス吐出プレートPgを構成するプレート部材の厚さ: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〜El19がガス吐出部Egよりも2.5mm下流側に位置し、ガス吐出プレートPgの片側の外壁面と液吐出ノズルの外壁面がいずれも当接し、隣接する液吐出ノズルの間隔(吐出方向中心軸間距離)が2.5mmになるように等ピッチで配置
(5) 液仮想柱状部Hvl1〜Hvl19とガス仮想柱状部Hvgの距離:いずれも1.125mm
(6) 液吐出方向中心軸Al1〜Al19とガス吐出方向中心軸Ag:いずれも平行
(7) 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の切断面の外周と液用柱状中空部Hl1〜Hl19の切断面の外周との距離が最も短い直線の本数:各々1本
(8) 捕集体:ネット(30メッシュ)、ガスの吐出方向中心軸Agと捕集面とが直角であるように配置
(8)−1 液吐出部El1〜El19と捕集面との距離:300mm
(9) サクション装置:サクションボックス(サクション口:80mm×350mm)
(10) 紡糸容器:容積1m3のアクリル容器
(10)−1 気体供給装置:精密空気発生装置((株)アピステ製、1400−HDR)
次の条件で繊維を捕集体(ネット)上に集積させ、目付5g/m2、厚さ50μmの不織布を製造した。この不織布構成繊維の平均繊維径は300nmであり、このような細い繊維からなる不織布を、液滴を生じることなく、安定して生産性良く製造することができた。
(イ)液吐出ノズルNl1〜Nl19からの各吐出量:3cm3/時間/1本
(ロ)空気吐出流速:250m/sec.
(ハ)ネットの移動速度:10mm/sec.
(ニ)繊維吸引条件:30cm/sec.
(ホ)気体供給条件:25℃、27%RH、1m3/min.
(紡糸液の調製)
実施例1と同じ紡糸液を用意した。
図3のような液吐出ノズルNlとガス吐出ノズルNgの配置を有する、次の構成からなる紡糸装置を1台用意した。
(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Nl:金属製
(3)−1 液吐出部El:0.3mm径(断面積:0.07mm2)の円形
(3)−2 液用柱状中空部:0.3mm径の円柱状
(3)−3 ノズル外径:0.55mm
(3)−4 ノズル本数:1本
(4) ガス吐出ノズルNg:金属製
(4)−1 ガス吐出部Eg:0.8mm径(断面積:0.27mm2)の円形
(4)−2 ガス用柱状中空部:0.8mm径の円柱状
(4)−3 ノズル外径:1.0mm
(4)−4 ノズル本数:1本
(4)−5 位置:ガス吐出部が液吐出部よりも5mm上流側の位置で、液吐出ノズルと同心円状に配置、結果として、ガス吐出部は内径0.55mm、外径0.8mmの中空円形状となる(図3参照)
(5)液仮想柱状部とガス仮想柱状部の距離:0.125mm
(6)液吐出方向中心軸とガス吐出方向中心軸:一致
(7)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内周と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の本数:無数
(8)捕集体:ネット(30メッシュ)、ガスの吐出方向中心軸と捕集面とが直角であるように配置
(8)−1 液吐出部Elとの距離:300mm
(9) サクション装置:サクションボックス(サクション口:80mm×350mm)
(10) 紡糸容器:容積1m3のアクリル容器
(10)−1 気体供給装置:精密空気発生装置((株)アピステ製、1400−HDR)
次の条件で紡糸し、不織布を製造しようとしたが、ほとんど繊維形状とならず、不織布を製造することができなかった。
(イ)液吐出ノズルNlからの吐出量:3g/時間
(ロ)空気吐出流速:250m/sec.
(ハ)ネットの移動速度:0.65mm/sec.
(ニ)繊維吸引条件:30cm/sec.
(ホ)気体供給条件:25℃、27%RH、1m3/min.
樹脂として、ポリプロピレン樹脂[(MI=1500)、温度200℃における剪断速度3145s−1、粘度5000mPa・s]を用意した。
(1)樹脂供給装置:押し出し機
(2)加熱ガス供給装置:圧縮機(圧縮エアをヒーターで加熱)
(3)液吐出プレート:金属製、壁厚1mm、1組
(4)樹脂液吐出部(El1〜El67):直径0.15mmの円形の吐出部(El1〜
El67)が(吐出方向中心軸間距離)5mm間隔で67箇所、直線状に一列に配列
(5)液用柱状中空部Hl1〜Hl67:それぞれ0.15mm径の円柱状
(6)ガス吐出プレート:金属製、壁厚10mm
(7)ガス吐出部(Eg):幅0.6mm、長さ420mmの長方形状
(8)ガス用柱状中空部Hg:たて0.6mm、よこ420mm、高さ5mmの直方体状
(9)位置:ガス吐出部(Eg)が全ての液吐出部(El1〜El67)よりも5mm上流となるように、液吐出プレートとガス吐出プレートとを当接させて配置
(10)液仮想柱状部Hvl1〜Hvl67とガス仮想柱状部Hvgとの距離:
いずれも0.3mm
(11)液吐出方向中心軸Al1〜Al67とガス吐出方向中心軸Ag:いずれも平行
(12)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、ガス用柱状中空部の切断面の外周と液用柱状中空部Hl1〜Hl67の切断面の外周との距離が最も短い直線の本数:いずれも1本
(13)捕集体:サクションシリンダ(パンチメタル板)、液吐出方向中心軸と捕集面とが直角であるように配置、樹脂液吐出部(El1〜El67)と捕集面との距離は200mm
(14)繊維吸引装置:サクションシリンダ
(イ)樹脂吐出量:2g/時間/1穴(ホール)
(ロ)ガス吐出プレート及び液吐出プレートの温度:200℃
(ハ)吐出エア:温度260℃、流量6Nm3/min.、流速397m/sec.
(ニ)サクションシリンダ:回転速度4m/min.、吸引量130m3/min.、風速28m/sec.
樹脂吐出量を10g/時間/1穴としたこと以外は実施例2と同じ条件で不織布を製造した。製造した不織布は、目付け5g/m2、厚さ150μm、平均繊維径1100nm、CV値0.3であった。この不織布は繊維が太いものの、繊維径のバラツキが非常に小さいものであった。
樹脂として、ポリプロピレン樹脂[(MI=1500)、温度200℃における剪断速度3145s−1、粘度5000mPa・s]を用意した。
(1)樹脂供給装置:押し出し機
(2)加熱ガス供給装置:圧縮機(圧縮エアをヒーターで加熱)
(3)メルトブロー装置用ダイ:金属製
(4)樹脂液吐出部(El1〜El31):直径0.2mmの円形の吐出部(El1〜El31)が直線状に一列に配列
(5)ガス吐出部(Eg):幅0.5mm、長さ300mm
(6)捕集体:サクションシリンダ(パンチメタル板)、樹脂液の吐出方向中心軸と捕集面とが直角であるように配置、樹脂液吐出部と捕集面との距離は300mm
(7)繊維吸引装置:サクションシリンダ
(イ)樹脂吐出量:0.5g/時間/1穴
(ロ)ダイの温度:200℃
(ハ)吐出エア:温度280℃、流量2.5Nm3/min.、流速278m/sec.
(ニ)サクションシリンダ:回転速度4m/min.、吸引量50m3/min.、風速20m/sec.
Nl1、Nl2、Nl3 液吐出ノズル群
Pg ガス吐出プレート
El、El1、El2、El3 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)
C ガス用柱状中空部の中心軸に対して垂直な平面
L1、L2、L3 外周間の距離が最も短い直線
12 第1部材
22 第2部材
32 第3部材
14、24、34 供給端部
16、26、36 対向出口端部
18 第1供給スリット
38 第1ガススリット
20 ガスジェット空間
1 紡糸装置
2 飛翔空間
3 捕集体
4 サクション装置
Claims (3)
- 紡糸液を吐出できる液吐出部を1箇所以上と、前記いずれの液吐出部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)液吐出部を端部とする液用柱状中空部(Hl)を有する、
(2)ガス吐出部を端部とするガス用柱状中空部(Hg)を有する、
(3)液用柱状中空部(Hl)を延長した液仮想柱状部(Hvl)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2mm以下の距離で近接している、
(4)液用柱状中空部(Hl)の吐出方向中心軸とガス用柱状中空部(Hg)の吐出方向中心軸とが平行である、
(5)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)の切断面の外周と液用柱状中空部(Hl)の切断面の外周との距離が最も短い直線を、1本だけ引くことができる。 - 請求項1に記載の紡糸装置に加えて、繊維の捕集体を備えている不織布製造装置。
- 請求項2に記載の不織布製造装置を用いる不織布の製造方法。
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