JP5815231B2 - ナノ繊維製造装置 - Google Patents
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Description
1.実施形態1に係るナノ繊維製造装置1の構成
図1は、実施形態に係るナノ繊維製造装置1を説明するために示す図である。図1(a)はナノ繊維製造装置1の正面図であり、図1(b)はナノ繊維製造装置1の平面図である。なお、図1においては、ポリマー溶液供給部及びポリマー溶液回収部の図示を省略してある。また、図1(a)においては、一部の部材は要部拡大図で示している。図2は、電界紡糸装置20の要部拡大図である。
以下、上記のように構成された実施形態1に係るナノ繊維製造装置1を用いてナノ繊維不織布を製造する方法(実施形態1に係るナノ繊維製造方法)について説明する。
長尺シートWを搬送装置10にセットし、その後、長尺シートWを繰り出しローラー11から巻き取りローラー12に向けて所定の搬送速度Vで搬送させながら、各電界紡糸装置20において長尺シートWにナノ繊維を順次堆積させる。その後、加熱装置30により、ナノ繊維を堆積させた長尺シートWを加熱する。これにより、ナノ繊維が堆積した長尺シートからなるナノ繊維不織布が製造される。
まず、図5(a)〜図5(f)に示すように、通気度計測部41を長尺シートWの幅方向に沿って所定の周期T(例えば1秒)で往復移動させながら、長尺シートWの通気度を計測する。通気度計測部41による通気度の計測は例えば10ms毎に行う。その結果、図6(a)に示すようなグラフが得られる。
次に、通気度計測部41により計測された通気度Pを所定の周期T(例えば1秒)で平均することにより平均通気度<P>を算出する。その結果、図6(b)に示すようなグラフが得られる。
次に、上記の平均通気度<P>と、所定の目標通気度P0とのずれ量ΔPを算出する。
次に、上記ずれ量ΔPに基づいて搬送速度Vを制御する。
例えば、長時間の電界紡糸過程において通気度Pが大きくなる方向に紡糸条件が変動した場合(ずれ量ΔPが正の場合)には、搬送速度Vを遅くして単位面積当たりのナノ繊維の堆積量を増大させることにより通気度を小さくする。一方、長時間の電界紡糸過程において通気度が小さくなる方向に紡糸条件が変動した場合(ずれ量ΔPが負の場合)には、搬送速度Vを速くして単位面積当たりのナノ繊維の堆積量を低減させることにより通気度を大きくする(図6(c)参照。)。これにより、時間t経過後、徐々に通気度Pは所定の目標通気度P0の値に収斂する。
図7は、変形例1における通気度P、平均通気度<P>及び搬送速度Vの時間変化を表すグラフである。図7(a)は通気度Pの時間変化を表すグラフであり、図7(b)は平均通気度<P>の時間変化を表すグラフであり、図7(c)は搬送速度Vの時間変化を表すグラフである。図7(a)及び図7(b)中、符号P0は目標通気度を示し、符号PHは許容される通気度の上限を示し、符号PLは許容される通気度の下限を示す。図7(c)中、符号V0は搬送速度の初期値を示す。
図8は、変形例2に係るナノ繊維製造方法を説明するために示すフローチャートである。図9は、変形例2における通気度P、平均通気度<P>及び搬送速度Vの時間変化を表すグラフである。図9(a)は通気度Pの時間変化を表すグラフであり、図9(b)は平均通気度<P>の時間変化を表すグラフであり、図9(c)は搬送速度Vの時間変化を表すグラフである。図9(a)及び図9(b)中、符号P0は目標通気度を示し、符号PHは許容される通気度の上限を示し、符号PLは許容される通気度の下限を示し、符号PH1は上側制御開始通気度を示し、符号PL1は下側制御開始通気度を示す。図9(c)中、符号V0は搬送速度の初期値を示す。
図10は、実施形態2における通気度計測部41aの構成を示す図である。図10(a)は通気度計測部41aの構成を示す図であり、図10(b)はそれに通気度計測部41が長尺シートW上で通気度を計測した部位を繋ぐ軌跡を追記したものである。
Claims (8)
- 長尺シートを所定の搬送速度で搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により搬送されていく前記長尺シートにナノ繊維を堆積させる紡糸装置と、
前記紡糸装置により前記ナノ繊維を堆積させた前記長尺シートの通気度を計測する通気度計測装置と、
前記通気度計測装置により計測された通気度に基づいて前記搬送速度を制御する搬送速度制御装置とを備えるナノ繊維製造装置であって、
前記ナノ繊維製造装置は、前記紡糸装置として、前記長尺シートが搬送されていく所定の搬送方向に沿って直列に配置された複数の紡糸装置を備え、
前記紡糸装置及び前記通気度計測装置は、前記各紡糸装置において前記長尺シートに前記ナノ繊維を順次堆積させた前記長尺シートの通気度を測定するように搬送方向に沿ってこの順序で設けられ、
前記通気度計測装置は、前記長尺シートの通気度を計測する通気度計測部と、前記通気度計測部を前記長尺シートの幅方向に沿って所定の周期で往復移動させる駆動部とを備える通気度計測装置、又は、前記長尺シートの通気度を計測する通気度計測部として、前記長尺シートの幅方向における複数の位置に配置された複数の通気度計測部を備える通気度計測装置であり、
前記紡糸装置は、ポリマー溶液を前記長尺シートに向けて噴射するノズルを有する電界紡糸装置であることを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項1に記載のナノ繊維製造装置において、
前記搬送速度制御装置は、前記通気度計測装置により計測された通気度と、所定の目標通気度とのずれ量に基づいて前記搬送速度を制御することを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項2に記載のナノ繊維製造装置において、
前記搬送速度制御装置は、前記ずれ量の時間変化率を考慮して前記搬送速度を制御することを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のナノ繊維製造装置において、
前記通気度計測装置は、前記長尺シートの通気度を計測する通気度計測部と、前記通気度計測部を前記長尺シートの幅方向に沿って所定の周期で往復移動させる駆動部とを備えることを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項4に記載のナノ繊維製造装置において、
前記搬送速度制御装置は、前記通気度計測部により計測された通気度を前記所定の周期又は当該周期のn倍に相当する時間(但し、nは自然数)で平均して得られる平均通気度に基づいて前記搬送速度を制御することを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のナノ繊維製造装置において、
前記通気度計測装置は、前記長尺シートの通気度を計測する通気度計測部として、前記長尺シートの幅方向における複数の位置に配置された複数の通気度計測部を備えることを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項6に記載のナノ繊維製造装置において、
前記搬送速度制御装置は、前記複数の通気度計測部により計測された通気度を平均して得られる平均通気度に基づいて前記搬送速度を制御することを特徴とするナノ繊維製造装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載のナノ繊維製造装置において、
前記紡糸装置と前記通気度計測装置との間に配置され、前記ナノ繊維を堆積させた前記長尺シートを加熱する加熱装置をさらに備えることを特徴とするナノ繊維製造装置。
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