JP2005264353A - Method and apparatus for manufacturing fiber assembly - Google Patents
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Abstract
【課題】 繊維集合体の幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できる方法、及び製造装置を提供すること。
【解決手段】 直線状に配置した2箇所以上の紡糸原液供給部を備えた、紡糸原液を供給できる供給手段、前記供給手段により供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸し繊維化することのできる印加手段、前記繊維を直接集積できる捕集体、及び前記捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に存在する絶縁体、とを備えている繊維集合体の製造装置である。また、この製造装置を用いる繊維集合体の製造方法である。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a production apparatus capable of producing a fiber assembly having a uniform fiber amount in the width direction of the fiber assembly.
SOLUTION: A supply means having two or more spinning stock solution supply sections arranged in a straight line, capable of supplying a spinning stock solution, and applying an electric field to the spinning stock solution supplied by the supply means to draw and fiberize the spinning solution. An application means capable of collecting, a collector that can directly collect the fibers, and an insulator that is present outside the two spinning dope supply units located at the extreme ends in the width direction of the collector. It is a manufacturing device. Moreover, it is a manufacturing method of the fiber assembly using this manufacturing apparatus.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は繊維集合体の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a fiber assembly.
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。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方法として、紡糸原液をノズルから押し出すとともに、押し出した紡糸原液に電界を作用させて紡糸原液を延伸し、繊維径の小さい繊維とした後に直接捕集して繊維集合体とする、いわゆる静電紡糸法が知られている。 If the fiber diameter of the fibers constituting the fiber assembly is small, the fiber assembly is configured because it has excellent performance such as separation performance, liquid retention performance, wiping performance, concealment performance, insulation performance, or flexibility. The fiber diameter of the fiber is preferably small. As a method for producing a fiber aggregate composed of fibers having such a small fiber diameter, the spinning dope is extruded from a nozzle, and an electric field is applied to the extruded spinning dope to stretch the spinning dope to obtain a fiber having a small fiber diameter. A so-called electrostatic spinning method is known in which fibers are directly collected to form a fiber assembly.
より具体的には、「高分子物質を電荷誘導紡糸法により高多孔性の高分子ウェブを製造するための装置において、液体状態の少なくとも一種の高分子物質が貯蔵されるバレルと、前記バレルに貯蔵された液状の高分子物質を加圧し供給するポンプと、前記ポンプにより供給される液状の高分子物質を少なくとも一種の荷電されたノズルを通して噴射する紡糸部と、前記紡糸部のノズルを通して吐出される高分子物質をいずれか一つの極性に荷電させるための電荷を供給する第1高電圧発生部と、前記紡糸部の荷電極性と異なる極性に帯電され前記ノズルにより排出される紡糸を積層させながら移送し高分子ウェブを形成するコレクタとを含み、前記ノズルは液状の高分子物質を吐出するニ−ドルが一つで成されるユニノズル又は複数のニ−ドルで成されるマルチノズルである高分子ウェブ製造装置」が開示されている(特許文献1)。しかしながら、このような製造装置を使用して高分子ウェブを製造した場合、高分子ウェブの幅方向(コレクタによる搬送方向と直交する方向)において、中央部における繊維量が多く、両端部における繊維量が少ない高分子ウェブしか製造することができなかった。 More specifically, “in an apparatus for producing a highly porous polymer web by charge-induced spinning of a polymer material, a barrel in which at least one polymer material in a liquid state is stored; A pump that pressurizes and supplies the stored liquid polymer material; a spinning unit that ejects the liquid polymer material supplied by the pump through at least one charged nozzle; and a nozzle that is discharged through the nozzle of the spinning unit. While laminating a first high voltage generator for supplying a charge for charging a polymer substance to any one polarity and a spinning charged to a polarity different from the charging polarity of the spinning unit and discharged by the nozzle A nozzle for transferring and forming a polymer web, wherein the nozzle is a uni-nozzle or a plurality of needles having a single needle for discharging a liquid polymer material. Polymeric web production apparatus "is disclosed in a multi-nozzle made (Patent Document 1). However, when a polymer web is manufactured using such a manufacturing apparatus, in the width direction of the polymer web (direction perpendicular to the conveying direction by the collector), the amount of fibers at the center is large, and the amount of fibers at both ends. Only a low polymer web could be produced.
本発明は、前記問題点を解決することを目的としてなされたもので、高分子ウェブ、つまり繊維集合体の幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できる方法、及び製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and provides a method and an apparatus for manufacturing a polymer web, that is, a fiber assembly having a uniform fiber amount in the width direction of the fiber assembly. For the purpose.
本発明者らは、鋭意研究の結果、従来の製造方法において繊維集合体の幅方向において繊維量にバラツキがあるのは、繊維集合体の幅方向両端部に位置するノズルから吐出され紡糸された繊維が、隣接するノズルから吐出された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界の影響を受けるためであることを突き止めた。本発明はこのような知見に基いてなされたものである。 As a result of diligent research, the present inventors found that the amount of fiber in the width direction of the fiber assembly varies in the conventional manufacturing method is discharged from the nozzles located at both ends in the width direction of the fiber assembly and spun. It was found that the fiber was affected by the electric field formed by the electric charge of the spinning dope discharged from the adjacent nozzle. The present invention has been made based on such knowledge.
本発明の請求項1にかかる発明は、「直線状に配置した2箇所以上の紡糸原液供給部から紡糸原液を供給する供給工程と、前記供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸し繊維化した繊維を、捕集体上に直接集積させて繊維集合体を形成する繊維集積工程、とを備えた繊維集合体の製造方法において、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に、絶縁体が存在する状態で繊維集積工程を実施することを特徴とする、繊維集合体の製造方法」である。このように存在する絶縁体表面は、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部から供給された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界によって、紡糸原液と同符号の電位に帯電するため、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部から供給された紡糸原液は、絶縁体表面による電気的な反発によって、紡糸原液の拡がり、つまり繊維の集積位置の拡がりが抑えられる。したがって、紡糸原液供給部の配置通りに繊維を集積でき、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できる。
The invention according to
本発明の請求項2にかかる発明は、「非直線状に配置した3箇所以上の紡糸原液供給部から紡糸原液を供給する供給工程と、前記供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸し繊維化した繊維を、捕集体上に直接集積させて繊維集合体を形成する繊維集積工程、とを備えた繊維集合体の製造方法において、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側、及び捕集体の進行方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に、絶縁体が存在する状態で繊維集積工程を実施することを特徴とする、繊維集合体の製造方法」である。3箇所以上の紡糸原液供給部が非直線状に配置している場合、捕集体の幅方向に隣接する紡糸原液供給部から吐出された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界の影響のみならず、捕集体の進行方向に隣接する紡糸原液供給部から吐出された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界の影響も受け、これら電界の合成作用によって、幅方向における繊維量が不均一な繊維集合体となりやすい。そこで、請求項2においては、請求項1と同様に、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側の絶縁体の電気的反発力を利用するとともに、捕集体の進行方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側の絶縁体の電気的反発力も利用することによって、電界の合成作用を抑制し、紡糸原液の拡がり、つまり繊維の集積位置の拡がりを抑制し、紡糸原液供給部の配置通りに繊維を集積させて、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できる。
The invention according to
本発明の請求項3にかかる発明は、「直線状に配置した2箇所以上の紡糸原液供給部を備えた、紡糸原液を供給できる供給手段、前記供給手段により供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸し繊維化することのできる印加手段、前記繊維を直接集積できる捕集体、及び前記捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に存在する絶縁体、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。この製造装置は、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に絶縁体が存在しており、この絶縁体は捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部から供給された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界によって、紡糸原液と同符号の電位に帯電するため、捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部から供給された紡糸原液を、絶縁体表面の電気的な反発力によって、紡糸原液の拡がり、つまり繊維の集積位置の拡がりを抑えることができるため、紡糸原液供給部の配置通りに繊維を集積でき、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できるものである。
The invention according to
本発明の請求項4にかかる発明は、「非直線状に配置した3箇所以上の紡糸原液供給部を備えた、紡糸原液を供給できる供給手段、前記供給手段により供給した紡糸原液に電界を作用させて延伸し繊維化することのできる印加手段、前記繊維を直接集積できる捕集体、前記捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に存在する絶縁体、及び前記捕集体の進行方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に存在する絶縁体、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。この製造装置は捕集体の幅方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側に絶縁体が存在するため、この絶縁体の電気的反発力を利用するとともに、捕集体の進行方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部よりも外側にも絶縁体が存在するため、この絶縁体の電気的反発力を利用することによって、電界の合成作用を抑制し、紡糸原液の拡がり、つまり繊維の集積位置の拡がりを抑制し、紡糸原液供給部の配置通りに繊維を集積させ、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できるものである。
The invention according to
本発明の繊維集合体の製造方法及び製造装置によれば、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造することができる。 According to the method and apparatus for manufacturing a fiber assembly of the present invention, a fiber assembly having a uniform fiber amount in the width direction can be manufactured.
本発明の繊維集合体の製造方法及び製造装置について、4箇所の紡糸原液供給部が直線状に配置した繊維集合体製造装置の幅方向切断模式図である図1をもとに説明する。図1の繊維集合体製造装置は、紡糸原液を紡糸原液供給部であるノズル21、22、23、24へ供給できる紡糸原液供給装置1、紡糸原液供給装置1から供給された紡糸原液を吐出できるノズル21、22、23、24、ノズル21、22、23、24に電圧を印加できる電圧印加装置3、ノズル21、22、23、24から吐出され、電界によって延伸された繊維を捕集できるアースされた捕集体4、捕集体4の幅方向において最も端部に位置するノズル21及びノズル24よりも外側に位置する絶縁体5a、5b、ノズル21、22、23、24と捕集体4とを収納した紡糸容器7、紡糸容器7へ所望気体を供給できる気体供給装置8、及び紡糸容器7内の気体を排気できる排気装置9、を備えている。
The fiber assembly production method and production apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1, which is a schematic cross-sectional view of a fiber assembly production apparatus in which four spinning dope supply units are arranged linearly. The fiber assembly manufacturing apparatus of FIG. 1 is a spinning stock
このような製造装置を用いて繊維集合体を製造する場合、まず、紡糸原液を用意する。この紡糸原液は静電紡糸可能な樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。樹脂は静電紡糸できる限り特に限定されるものではないが、例えば、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、ポリグリコール酸、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、或いはポリプロピレンなどを使用できる。これら例示以外の樹脂も使用可能であり、例示以外の樹脂も含め、2種以上の樹脂を溶媒に溶解させた溶液(つまり、紡糸原液)を用いることもできる。 When a fiber assembly is manufactured using such a manufacturing apparatus, first, a spinning dope is prepared. This spinning solution is a solution in which a resin that can be electrospun is dissolved in a solvent. The resin is not particularly limited as long as it can be electrospun, but for example, polyethylene glycol, partially saponified polyvinyl alcohol, fully saponified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polylactic acid, polyglycolic acid, polyacrylonitrile, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid. Methyl acid, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyimide, polyethylene, or polypropylene can be used. Resins other than those exemplified above can also be used, and a solution in which two or more resins including those other than those exemplified are dissolved in a solvent (that is, a spinning dope) can also be used.
この溶媒としては、樹脂によっても変化するため、特に限定するものではないが、例えば、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を挙げることができる。溶媒は1種類でも良いし、2種類以上の溶剤を混ぜたものであっても良い。 The solvent varies depending on the resin, and is not particularly limited. For example, water, acetone, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane, pyridine, N, N -Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, formic acid, toluene, benzene, cyclohexane, cyclohexanone, carbon tetrachloride, methylene chloride, chloroform, trichloroethane, ethylene carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate And so on. One type of solvent may be sufficient and what mixed two or more types of solvents may be used.
本発明の紡糸原液は上述のような樹脂を溶媒に溶解させたものであるが、その濃度は、樹脂の組成、樹脂の分子量、溶媒等によって変化するため、特に限定するものではないが、静電紡糸への適用性の点から、粘度が10〜6000mPa・sの範囲となるような濃度であるのが好ましく、20〜5000mPa・sの範囲となるような濃度であるのがより好ましい。粘度が10mPa・s未満であると、溶媒が蒸発せず繊維になりにくい傾向があり、粘度が6000mPa・sを超えると、紡糸原液が延伸されにくくなり、繊維となりにくい傾向があるためである。なお、この「粘度」は、粘度測定装置を用い、温度25℃で測定した、シェアレート100s−1の時の値をいう。 The spinning dope of the present invention is obtained by dissolving the resin as described above in a solvent. The concentration varies depending on the resin composition, the resin molecular weight, the solvent, and the like, but is not particularly limited. From the viewpoint of applicability to electrospinning, the concentration is preferably in the range of 10 to 6000 mPa · s, and more preferably in the range of 20 to 5000 mPa · s. This is because if the viscosity is less than 10 mPa · s, the solvent does not evaporate and the fiber tends not to be formed, and if the viscosity exceeds 6000 mPa · s, the spinning dope becomes difficult to be drawn and tends to be a fiber. The “viscosity” refers to a value at a shear rate of 100 s −1 measured at a temperature of 25 ° C. using a viscosity measuring device.
このような紡糸原液は紡糸原液供給装置1によって、ノズル21、22、23、24へ供給する(供給工程)。この供給された紡糸原液はノズル21、22、23、24から吐出されるとともに、アースされた捕集体4と電圧印加装置3によって印加されたノズル21、22、23、24との間の電界による延伸作用を受け、繊維化しながら捕集体4へ向かって飛翔する(いわゆる静電紡糸法)。そして、この飛翔した繊維は直接、捕集体4上に集積し、繊維集合体を形成する(繊維集積工程)。
Such a spinning stock solution is supplied to the
本発明においては、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造できるように、各ノズル21、22、23、24にかかる圧力を同じにして、紡糸原液の吐出量を揃えるのが好ましい。そのため、紡糸原液供給装置1として、例えば、シリンジポンプ、チューブポンプ、ディスペンサ等を使用するのが好ましい。
In the present invention, the pressure applied to each
また、各ノズル21、22、23、24から吐出された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界の相互作用を同じとし、繊維の集積位置を均一として、幅方向における繊維量を同じにすることができるように、ノズル21、22、23、24のピッチは同じであるのが好ましい。なお、ノズルのピッチは紡糸原液を構成する樹脂、溶媒等によって変化するため、適宜実験を繰り返して、均一に吐出することができるとともに総吐出量の多いピッチを決めることができる。例えば、ポリビニルアルコールを水に溶解させた紡糸原液、又はポリアクリロニトリルをN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた紡糸原液を用いた場合、ピッチを2〜4cmとすると、均一吐出性及び総吐出量ともに優れていることが確認された。
Also, the electric field formed by the electric charge of the spinning dope discharged from each
図1における紡糸原液のノズル21、22、23、24からの押し出し方向は、重力の作用方向と同じ方向である。しかしながら、紡糸原液のノズル21、22、23、24からの押し出し方向は、図1とは異なる方向であっても良い。
The pushing direction of the spinning dope from the
この紡糸原液を押し出すノズル21、22、23、24の直径は、得ようとする繊維の繊維径によって変化するため、特に限定するものではないが、例えば、繊維の繊維径を0.7μm以下とする場合には、ノズル21、22、23、24の直径(内径)は0.1〜2.0mm程度であるのが好ましい。なお、ノズル21、22、23、24の直径(内径)は全部同じであっても良いし、一部が同じであっても良いし、全部違っていても良い。
The diameters of the
また、ノズル21、22、23、24は金属製であっても、非金属製(例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど)であっても良い。ノズル21、22、23、24が金属製であれば、電圧印加装置3から電圧を印加することにより、ノズル21、22、23、24を一方の電極として使用することができ、ノズル21、22、23、24が非金属製である場合には、ノズル21、22、23、24の内部に電極を設置し、この内部電極へ電圧印加装置3から電圧を印加することにより、押し出した紡糸原液に電界を作用させることができる。なお、ノズル21、22、23、24の材質は全部同じであっても良いし、一部が同じであっても良いし、全部違っていても良いが、紡糸原液に対して同じ電界を作用させやすいように、全部同じであるのが好ましい。
The
なお、図1の紡糸原液供給部は針状のノズル21、22、23、24であるが、この態様に限定されず、例えば、管に穴をあけ、この穴を紡糸原液供給部として使用することもできる。
1 is the needle-
図1においては、電圧印加装置3によりノズル21、22、23、24に電圧を印加するとともに、捕集体4をアースすることにより電界を形成しているが、図1とは逆に、ノズル21、22、23、24をアースするとともに、捕集体4に電圧を印加して電界を形成しても良いし、ノズル21、22、23、24と捕集体4の両方に電圧を印加するものの、電位差を設けるように印加して電界を形成しても良い。なお、この電界は、繊維径、ノズル21、22、23、24と捕集体4との距離、紡糸原液の溶媒、紡糸原液の粘度などによって変化するため、特に限定するものではないが、0.2〜5kV/cmであるのが好ましい。電界強度が5kV/cmを超えると、空気の絶縁破壊が生じやすい傾向があり、0.2kV/cm未満であると、紡糸原液の延伸が不十分で繊維形状となりにくい傾向があるためである。
In FIG. 1, a voltage is applied to the
なお、電圧印加装置3は特に限定されるものではないが、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機を用いることができる。また、印加電圧は前述のような電界強度とすることができれば良く、特に限定するものではないが、5〜50KV程度であるのが好ましい。
The
また、印加する電圧の極性はプラスとマイナスのいずれであっても良いが、繊維の拡がりを抑制し、繊維が均一に分散した繊維集合体を製造しやすいように、ノズル21、22、23、24側がプラス電位となるようにするのが好ましい。特に、電圧印加時のコロナ放電を抑制しやすいように、捕集体4をアースし、ノズル21、22、23、24をプラスに印加して、ノズル21、22、23、24がプラス電位となるようにするのが好ましい。
In addition, the polarity of the voltage to be applied may be either positive or negative, but the
なお、図1においては、1つの電圧印加装置3を用いてノズル21、22、23、24に印加しているが、2つ以上の電圧印加装置を用いることもできる。例えば、ノズル数に対応する電圧印加装置を用い、個々のノズルに対してそれぞれ電圧印加装置を接続して印加することもできる。
In FIG. 1, a single
図1における捕集体4は平板であるが、繊維を捕集できるものであれば良く、特に限定されるものではない。例えば、金属製や炭素などの導電性材料又は有機高分子などの非導電性材料からなる、不織布、織物、編物、ネット、ドラム、或いはベルトを、捕集体4として使用することができる。また、場合によっては水や有機溶媒などの液体を捕集体として使用できる。
Although the
図1のように、捕集体4を他方の電極として使用する場合には、捕集体4は体積固有抵抗値が109Ω・cm以下の導電性材料(例えば、金属製)からなるのが好ましい。一方、ノズル21、22、23、24側から見て、捕集体4よりも後方に対向電極として導電性材料を配置する場合には、捕集体4は必ずしも導電性材料からなる必要はない。後者のように、捕集体4よりも後方に対向電極を配置する場合、捕集体4と対向電極とは接触していても良いし、離間していても良い。
As shown in FIG. 1, when the
本発明の繊維集合体の製造方法を実施できる図1の製造装置においては、捕集体4の幅方向において最も端部に位置する両ノズル21、24よりも外側に、絶縁体5a、5bがそれぞれ存在している。このように絶縁体5a、5bが存在しているため、絶縁体5aの表面がノズル21から供給された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界によって、紡糸原液と同符号の電位に帯電し、ノズル21から供給された紡糸原液の拡がり、つまり繊維の拡がりが電気的に抑制され、同様に、絶縁体5bの表面がノズル24から供給された紡糸原液のもつ電荷によって形成される電界によって、紡糸原液と同符号の電位に帯電し、ノズル24から供給された紡糸原液の拡がり、つまり繊維の拡がりが電気的に抑制され、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造することができる。
In the manufacturing apparatus of FIG. 1 in which the method for manufacturing a fiber assembly according to the present invention can be carried out, the
本発明における「絶縁体」とは、体積固有抵抗値が1012Ω・cm以上のものをいい、上述の作用効果を発揮しやすいように、体積固有抵抗値が1014Ω・cm以上であるのが好ましい。より具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、アクリル、ナイロン、塩化ビニルなどを例示することができる。 The “insulator” in the present invention refers to a material having a volume resistivity value of 10 12 Ω · cm or more, and a volume resistivity value of 10 14 Ω · cm or more so that the above-described effects can be easily achieved. Is preferred. More specifically, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyester, acrylic, nylon, vinyl chloride and the like can be exemplified.
図1の製造装置においては、板状の絶縁体5a、5bを配置しているが、板状である必要はなく、フィルム、メッシュ、或いは紡糸容器7や別途設置した支持体上の塗装膜であっても良い。なお、一方の絶縁体と他方の絶縁体とは同じ材料から構成されていても良いし、異なる材料から構成されていても良いが、絶縁体表面における帯電の程度が同程度であるように、同じ体積固有抵抗値の絶縁体であるのが好ましい。
In the manufacturing apparatus of FIG. 1, the plate-
また、図1における絶縁体5a、5bは、捕集体4からノズル上端(捕集体4と反対方向の端部)よりも上方にまで延びているが、図1の絶縁体5a、5bよりも短く、捕集体からノズル下端(捕集体4側端部)までに設置しても良いし、捕集体近傍だけに設置しても良い。なお、捕集体近傍だけに設置する場合には、絶縁体よりも外側に繊維が集積しないように、捕集体よりも外側に絶縁体を配置するのが好ましい。
Further, the
更に、絶縁体5a、5bは両ノズル21、24よりも外側にそれぞれ存在しているが、ノズル21と絶縁体5aとの距離、及びノズル24と絶縁体5bとの距離は、ノズルピッチの3分の1からノズルピッチと同じであるのが好ましい。このような距離であることにより、ノズル22からノズル21へ与える電界の影響と絶縁体5aからノズル21へ与える電界の影響が同程度となり、ノズル21からの繊維の拡がりを抑制しやすい。同様に、ノズル23からノズル24へ与える電界の影響と絶縁体5bからノズル24へ与える電界の影響が同程度となり、ノズル24からの繊維の拡がりを抑制しやすい。
Furthermore, the insulator 5a, although 5b is present, respectively outside the two
本発明の製造方法を実施できる図1においては、上述のようなノズル21、22、23、24、捕集体4及び絶縁体5a、5bは紡糸容器7に収容されており、この紡糸容器7には気体供給装置8及び排気装置9が接続されている。そのため、紡糸容器内の環境、つまり、ノズル21、22、23、24と捕集体4との間の紡糸空間6を所望環境に設定することが容易である。例えば、気体供給装置8から所定の相対湿度の気体を供給することによって、紡糸空間6を所定の相対湿度に設定することができる。このように相対湿度を調節することによって、紡糸原液に与える相対湿度の影響を一定とすることができるため、繊維径の揃った繊維集合体を製造することができる。なお、気体供給装置8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。
In FIG. 1 where the manufacturing method of the present invention can be carried out, the
図1の製造装置においては、紡糸容器7内の気体を排気装置9を用いて排出することができる。静電紡糸を行っていると、紡糸容器7内における溶媒の蒸気濃度がどんどん高くなり、溶媒の蒸発が抑制され、繊維径が細くなり、繊維径のバラツキが発生しやすい傾向があり、最悪の場合には、溶媒の蒸気濃度が飽和に達してしまい、静電紡糸を行うことが困難となるが、気体を排出することによって紡糸空間6における溶媒の蒸気濃度を一定として、繊維径の揃った繊維集合体を安定して製造することができる。なお、排気装置9は特に限定するものではないが、例えば、排気口に設置されたファンであることができる。図1のように、気体供給装置8によって紡糸容器7へ気体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気体を排出することができるため、排気装置9は必ずしも設ける必要はない。なお、図1のように排気装置9によって排気する場合、排気量は供給量と同じであるのが好ましい。供給量と排気量とが異なると、紡糸空間6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って、繊維径のバラツキが生じやすいためである。
In the manufacturing apparatus of FIG. 1, the gas in the spinning
なお、図示していないが、図1のような製造装置において、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造しやすいように、ノズル21、22、23、24、捕集体4、及び/又は絶縁体5a、5bを捕集体4の幅方向へ往復揺動させるのが好ましい。このように往復揺動は各種モーターを用いて行うことができる。
Although not shown, in the manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the
次に、非直線状に配置した16箇所の紡糸原液供給部から紡糸原液を供給して繊維集合体を製造する方法及び製造装置について、繊維集合体製造装置の模式的上面図である図2をもとに説明する。図2の繊維集合体製造装置は、紡糸原液を紡糸原液供給部であるノズル群211、・・244へ供給できる紡糸原液供給装置1、紡糸原液供給装置1から供給された紡糸原液を吐出できるノズル群211、・・244、ノズル群211、・・244に電圧を印加できる電圧印加装置3、ノズル群211、・・244から吐出され、電界によって延伸された繊維を捕集できるアースされた捕集体4、捕集体4の幅方向において最も端部に位置するノズル211、221、231、241、214、224、234、244よりも外側に位置する絶縁体5c11、5c21、5c31、5c41、5c12、5c22、5c32、5c42がそれぞれ設置されており、捕集体4の進行方向において最も端部に位置するノズル211〜214、241〜244よりも外側に絶縁体5m1、5m2がそれぞれ設置されており、ノズル群211、・・244と捕集体4とを収納した紡糸容器7、紡糸容器7へ所望気体を供給できる気体供給装置8、及び紡糸容器7内の気体を排気できる排気装置9、を備えている。
Next, FIG. 2, which is a schematic top view of a fiber assembly manufacturing apparatus, for a method and a manufacturing apparatus for manufacturing a fiber assembly by supplying a spinning stock solution from the 16 spinning stock supply units arranged in a non-linear manner. Explained originally. Fiber aggregate production apparatus of FIG. 2, the discharge of the spinning
この図2の繊維集合体製造装置においては、16箇所の紡糸原液供給部(ノズル)が非直線状に配置してノズル群211、・・244を構成していること、及び捕集体の進行方向において最も端部に位置する両紡糸原液供給部より外側にも絶縁体5m1、5m2が存在していること以外は、図1の繊維集合体製造装置と全く同様である。
This figure in the fiber
より具体的には、直線状に等ピッチで配列した1列目の第1ノズル群211、212、213、214と、捕集体4の進行方向と反対方向で、第1ノズル群とある間隔をおいた位置に、直線状に等ピッチで配列した2列目の第2ノズル群221、222、223、224と、捕集体4の進行方向と反対方向で、第2ノズル群とある間隔をおいた位置に、直線状に等ピッチで配列した3列目の第3ノズル群231、232、233、234と、捕集体4の進行方向と反対方向で、第3ノズル群とある間隔をおいた位置に、直線状に等ピッチで配列した4列目の第4ノズル群241、242、243、244とからノズル群を構成している。このノズル群においては、第2ノズル群221、222、223、224のノズルを第1ノズル群まで捕集体4の進行方向と平行に平行移動させた時に、第2ノズル群221、222、223、224のノズルが第1ノズル群211、212、213、214のノズル間(好ましくは中間)に位置するように配置されており、第3ノズル群231、232、233、234のノズルを第2ノズル群まで捕集体4の進行方向と平行に平行移動させた時に、第3ノズル群231、232、233、234のノズルが第2ノズル群221、222、223、224のノズル間(好ましくは中間)に位置するように配置されており、第4ノズル群241、242、243、244のノズルを第3ノズル群まで捕集体4の進行方向と平行に平行移動させた時に、第4ノズル群241、242、243、244のノズルが第3ノズル群231、232、233、234のノズル間(好ましくは中間)に位置するように配置されている。つまり、図2のような上視図において千鳥状に配置している。
More specifically, the
図2における製造装置においては、第1ノズル群(捕集体の幅方向)における最も端部に位置する211、214よりも外側にそれぞれ第1左絶縁体5c11、第1右絶縁体5c12が配置されており、第2ノズル群(捕集体の幅方向)における最も端部に位置する221、224よりも外側にそれぞれ第2左絶縁体5c21、第2右絶縁体5c22が配置されており、第3ノズル群(捕集体の幅方向)における最も端部に位置する231、234よりも外側にそれぞれ第3左絶縁体5c31、第3右絶縁体5c32が配置されており、第4ノズル群(捕集体の幅方向)における最も端部に位置する241、244よりも外側にそれぞれ第4左絶縁体5c41、第4右絶縁体5c42が配置されている。更に、第1ノズル群211〜214よりも捕集体の進行方向側に下流側絶縁体5m1が配置されており、第4ノズル群241〜244よりも捕集体の進行方向とは反対側に上流側絶縁体5m2が配置されている。
In the manufacturing apparatus in FIG. 2, the first
なお、第1左絶縁体5c11、第1右絶縁体5c12は両ノズル211、214よりも第1ノズル群の外側(捕集体の幅方向)にそれぞれ存在し、下流側絶縁体5m1は第1ノズル群211〜214の外側(捕集体の進行方向)に存在し、捕集体の進行方向とは反対方向に第2ノズル群221〜224が存在しているが、ノズル211と第1左絶縁体5c11との距離、ノズル214と第1右絶縁体5c12との距離、第1ノズル群211〜214と下流側絶縁体5m1との距離、及び第1ノズル群211〜214と第2ノズル群221〜224との距離は、第1ノズル群のノズルピッチの3分の1から第1ノズル群のノズルピッチと同じであるのが好ましい。このように存在していることによって、ノズル211から吐出された紡糸原液のノズル212、ノズル221、ノズル222、第1左絶縁体5c11及び下流側絶縁体5m1から受ける電界の作用をほぼ均等として、繊維の拡がりを抑制しやすいためである。同様に、ノズル212から吐出された紡糸原液のノズル211、ノズル213、ノズル222、ノズル223、及び下流側絶縁体5m1から受ける電界の作用をほぼ均等として、繊維の拡がりを抑制しやすいためである。ノズル213、ノズル214に関しても全く同様である。
The first
同様の理由で、第2左絶縁体5c21、第2右絶縁体5c22は第2ノズル群の両ノズル221、224よりも第2ノズル群のノズルピッチの3分の1から第2ノズル群のノズルピッチと同じだけ外側(捕集体の幅方向)にそれぞれ存在し、第3左絶縁体5c31、第3右絶縁体5c32は第3ノズル群の両ノズル231、234よりも第3ノズル群のノズルピッチの3分の1から第3ノズル群のノズルピッチと同じだけ外側(捕集体の幅方向)にそれぞれ存在し、第4左絶縁体5c41、第4右絶縁体5c42は第4ノズル群の両ノズル241、244よりも第4ノズル群のノズルピッチの3分の1から第4ノズル群のノズルピッチと同じだけ外側(捕集体の幅方向)にそれぞれ存在し、上流側絶縁体5m2は第4ノズル群のノズルピッチの3分の1から第4ノズル群のノズルピッチと同じだけ外側(捕集体の進行方向)に存在しているのが、それぞれ好ましい。
For the same reason, the second
また、絶縁体5c11〜5c42及び5m1、5m2は全て同じ絶縁体から構成されていても良いし、一部又は全部が異なる絶縁体から構成されていても良い。
The
図2のような繊維集合体製造装置を使用して繊維集合体を製造すると、まず、第4ノズル群241、242、243、244からの紡糸原液に由来する繊維は第3ノズル群の紡糸原液による電界の影響を上流側絶縁体5m2によって小さくするとともに、特にノズル241は前記電界の影響に加えて、ノズル242の紡糸原液による電界の影響を第4左絶縁体5c41によって小さくし、ノズル244も前記電界の影響に加えて、ノズル243の紡糸原液による電界の影響を第4右絶縁体5c42によって小さくし、繊維の拡がりを抑えながら捕集体4上に集積する。次いで、第3ノズル群231、232、233、234からの紡糸原液に由来する繊維、及び第2ノズル群221、222、223、224からの紡糸原液に由来する繊維も同様に、それぞれ第3左絶縁体5c31及び第3右絶縁体5c32、第2左絶縁体5c21及び第2右絶縁体5c22の作用によって、繊維の拡がりを抑えながら、順に捕集体4上に集積する。そして最後に、第1ノズル群211、212、213、214からの紡糸原液に由来する繊維は、第2ノズル群の紡糸原液による電界の影響を下流側絶縁体5m1によって小さくするとともに、特にノズル211は前記電界の影響に加えて、ノズル212の紡糸原液による電界の影響を第1左絶縁体5c11によって小さくし、ノズル214も前記電界の影響に加えて、ノズル213の紡糸原液による電界の影響を第1右絶縁体5c12によって小さくし、繊維の拡がりを抑えながら捕集体4上に集積する。このように、各ノズル群から形成される繊維は拡がりを抑えながら集積するとともに、繊維量が少なくなりやすい領域を互いに補完し合いながら集積するため、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造することができる。
When the fiber assembly is manufactured using the fiber assembly manufacturing apparatus as shown in FIG. 2, first, fibers derived from the spinning dope from the
図2の製造装置においては、第1ノズル群〜第4ノズル群の外側(捕集体の幅方向)に、それぞれ第1左絶縁体5c11、第1右絶縁体5c12〜第4左絶縁体5c41、第4右絶縁体5c42を配置した態様であるが、それぞれのノズル群に対応させて絶縁体を配置する必要はない。例えば、図3に製造装置の模式的上視図を示すように、ノズル群211〜244に対して1つの左絶縁体5c1と1つの右絶縁体5c2を配置するだけでも良い。
In the manufacturing apparatus of FIG. 2, the first
また、図2の製造装置においては、第1ノズル群〜第4ノズル群を捕集体の幅方向と平行に配置した態様であるが、平行である必要はない。例えば、図4に製造装置の模式的上視図を示すように、ノズル群間は平行であるものの、捕集体の幅方向とはある角度(α)をなすように配置していても良い。このように配置していると、捕集体の幅方向におけるノズルピッチを狭くでき、繊維量が少なくなりやすい領域を互いに補完し合いながら集積しやすいため、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造しやすい、という効果がある。図4の製造装置はこのようにノズル群が配置していること以外は、図2の製造装置と全く同様であることができる。なお、図4のようにノズルが配置している場合、捕集体の進行方向における絶縁体はノズル244及びノズル211よりも外側に存在していれば良いが、第1ノズル群211〜214及び第4ノズル群241〜244に対する電界の作用を同程度として繊維の拡がりを抑制しやすいように、第1ノズル群211〜214及び第4ノズル群241〜244と平行、特には下流側絶縁体5m1は第1ノズル群のノズルピッチの3分の1から第1ノズル群のノズルピッチだけ離間して存在しており、上流側絶縁体5m2は第4ノズル群のノズルピッチの3分の1から第4ノズル群のノズルピッチだけ離間して存在しているのが好ましい。また、個々のノズル群の両端部(捕集体の幅方向)における繊維が受ける電界の作用も同程度としやすいように、個々のノズル群に対応して絶縁体が存在し、いずれの絶縁体も各ノズル群のノズルピッチの3分の1から各ノズル群のノズルピッチだけ離間して存在しているのが好ましい。
Moreover, in the manufacturing apparatus of FIG. 2, although it is the aspect which has arrange | positioned the 1st nozzle group-the 4th nozzle group in parallel with the width direction of a collector, it does not need to be parallel. For example, as shown in a schematic top view of the manufacturing apparatus in FIG. 4, the nozzle groups may be arranged so as to form an angle (α) with the width direction of the collector, although they are parallel to each other. When arranged in this way, the nozzle pitch in the width direction of the collector can be narrowed, and it is easy to accumulate while complementing each other in a region where the amount of fibers tends to decrease, so a fiber aggregate with a uniform amount of fibers in the width direction Is easy to manufacture. The manufacturing apparatus of FIG. 4 can be exactly the same as the manufacturing apparatus of FIG. 2 except that the nozzle groups are arranged in this way. Incidentally, when the nozzle as shown in FIG. 4 are arranged, the insulator in the direction of travel of the collecting body may exist outside the
図2の製造装置においては、第3ノズル群のノズルを第1ノズル群まで捕集体の進行方向と平行に平行移動させた時に、第3ノズル群のノズルと第1ノズル群のノズルとが重なるように配置しており、第4ノズル群のノズルを第2ノズル群まで捕集体の進行方向と平行に平行移動させた時に、第4ノズル群のノズルと第2ノズル群のノズルとが重なるように配置した態様であるが、このような態様に限定されない。例えば、図5に製造装置の模式的上視図を示すように、ノズル群間は平行であるものの、どのノズル群を捕集体の進行方向と平行に平行移動させたとしても、ノズルが重ならないように配置した態様であっても良い。このように配置している場合も、捕集体の幅方向におけるノズルピッチを狭くでき、繊維量が少なくなりやすい領域を互いに補完し合いながら集積しやすいため、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体を製造しやすいという効果がある。図5の製造装置はこのようにノズル群が配置していること以外は、図2の製造装置と全く同様であることができる。 In the manufacturing apparatus of FIG. 2, when the nozzles of the third nozzle group are translated to the first nozzle group in parallel with the traveling direction of the collector, the nozzles of the third nozzle group and the nozzles of the first nozzle group overlap. When the nozzles of the fourth nozzle group are translated to the second nozzle group in parallel with the traveling direction of the collector, the nozzles of the fourth nozzle group and the nozzles of the second nozzle group overlap each other. However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, as shown in a schematic top view of the manufacturing apparatus in FIG. 5, the nozzle groups are parallel, but the nozzles do not overlap regardless of which nozzle group is translated in parallel with the traveling direction of the collector. The aspect arrange | positioned in this way may be sufficient. Even when arranged in this way, the nozzle pitch in the width direction of the collector can be narrowed, and it is easy to accumulate while complementing each other in a region where the amount of fibers tends to be small. There is an effect that it is easy to manufacture the body. The manufacturing apparatus of FIG. 5 can be exactly the same as the manufacturing apparatus of FIG. 2 except that the nozzle groups are arranged in this way.
以上の例からわかるように、本発明における「非直線状に配置した3箇所以上の紡糸原液供給部」とは、紡糸原液供給部を結ぶことによってできる図形が一直線ではないことを意味する。なお、図2から図5の製造装置においては、紡糸原液供給部であるノズルが直線状の群をなしたノズル群を複数列備えた状態にあるが、必ずしも直線状のノズル群をなしている必要はなく、ランダムに配置した状態にあっても良い。 As can be seen from the above examples, the “three or more spinning stock supply units arranged in a non-linear manner” in the present invention means that the figure formed by connecting the spinning stock supply units is not a straight line. In the manufacturing apparatus shown in FIGS. 2 to 5, the nozzles that are the spinning dope supply unit are in a state of being provided with a plurality of nozzle groups that form a linear group, but are not necessarily a linear nozzle group. It is not necessary and may be in a randomly arranged state.
更に別の製造装置の進行方向切断模式図を図6に示す。図6においては、第1ノズル群2a、第2ノズル群2b、第3ノズル群2c、及び第4ノズル群2dが、隣接するノズル群による電界の影響がない程十分に間隔をあけて配置されていること、捕集体4がドラムであること、第1ノズル群2a、第2ノズル群2b、第3ノズル群2c、及び第4ノズル群2dの両端に位置するノズルよりも外側(捕集体の幅方向)に、それぞれ第1右絶縁体5c12及び第1左絶縁体(図示せず)、第2右絶縁体5c22及び第2左絶縁体(図示せず)、第3右絶縁体5c13及び第3左絶縁体(図示せず)、第4右絶縁体5c14及び第4左絶縁体(図示せず)が存在すること、気体供給装置8からの気体供給部と紡糸空間6a〜6dとの間に多孔性材料10aが存在すること、及び排気装置9への排気部と紡糸空間6a〜6dとの間に多孔性材料10bが存在すること以外は、図2の製造装置と全く同様である。この製造装置においては、ノズル群2a〜2dが互いに十分に間隔をあけて配置されていることから、捕集体4の進行方向において絶縁体は存在しない。また、多孔性材料10a(例えば、金属又は樹脂製のパンチングプレート、布、不織布など)を介して紡糸空間6a〜6dへ気体を供給することができるため、紡糸空間6a〜6dへの気体供給量を一定にしやすいという効果を奏する。更に、多孔性材料10b(例えば、金属又は樹脂製のパンチングプレート、布、不織布など)を備えていることによって、排気が局所的に起こらず、紡糸容器7の上方から下方へ、気体を均一に流すことができ、紡糸空間6a〜6dにおける環境を一定としやすいという効果を奏する。
Furthermore, the cutting direction schematic diagram of another manufacturing apparatus is shown in FIG. In FIG. 6, the
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)
(紡糸原液の調製)
重量平均分子量30万の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12mass%となるように溶解させた紡糸原液(粘度:580mP・s)を用意した。
(Example)
(Preparation of spinning dope)
A spinning stock solution (viscosity: 580 mP · s) in which polyacrylonitrile having a weight average molecular weight of 300,000 was dissolved in N, N-dimethylformamide to a concentration of 12 mass% was prepared.
(製造装置の準備)
図6に示すような製造装置を用意した。つまり、シリンジ(紡糸原液供給装置1)にポリテトラフルオロエチレン製チューブを接続し、更に前記チューブを八つに分岐させたチューブの先端に、それぞれ内径が0.4mmのステンレス製針状ノズルを取り付けた後、3cmピッチで一直線状に配置して、第1ノズル群2aを作製した。同様にして、内径が0.4mmのステンレス製針状ノズルを3cmピッチで一直線状に配置した、第2ノズル群2b〜第4ノズル群2dを作製した。
(Preparation of manufacturing equipment)
A manufacturing apparatus as shown in FIG. 6 was prepared. In other words, a polytetrafluoroethylene tube is connected to the syringe (spinning solution supply device 1), and a stainless needle nozzle with an inner diameter of 0.4 mm is attached to the tip of the tube which is further branched into eight tubes. After that, the
次いで、前記ノズル群2a〜2dに高電圧電源(電圧印加装置3)を接続し、これらノズル群をドラム捕集体4の中心に向けて、各ノズルの先端がドラム捕集体4から10cm離れた位置となるように設置した。なお、第1ノズル群2aと第2ノズル群2b、第2ノズル群2bと第3ノズル群2c、及び第3ノズル群2cと第4ノズル群2dとは、ノズル群間の距離が20cmとなるように配置し、ノズル群間における電界の影響を十分に小さくした。また、第1ノズル群2aを第2ノズル群2bまでドラム捕集体の回転方向と平行方向に平行移動させた時に、第1ノズル群2aが第2ノズル群2bの個々のノズルと0.75cmだけずれた位置に配置されており、第2ノズル群2bを第3ノズル群2cまでドラム捕集体の回転方向と平行方向に平行移動させた時に、第2ノズル群2bが第3ノズル群2cの個々のノズルと0.75cmだけずれた位置(第2ノズル群2bの第1ノズル群2aからのずれ方向と同方向にずれた位置)に配置されており、第3ノズル群2cを第4ノズル群2dまでドラム捕集体の回転方向と平行方向に平行移動させた時に、第3ノズル群2cが第4ノズル群2dの個々のノズルと0.75cmだけずれた位置(第3ノズル群2cの第2ノズル群2bからのずれ方向と同方向にずれた位置)に配置されていた。更に、ドラム捕集体4としては、表面に導電シリコン加工を施したステンレス薄板を取り付けたものを使用し、アースして設置した。
Next, a high voltage power source (voltage applying device 3) is connected to the
次いで、第1ノズル群2aの捕集体の幅方向両端部のノズルよりも2cm離れた外側に、それぞれ第1左絶縁体5c11、第1右絶縁体5c12、第2ノズル群2bの捕集体の幅方向両端部のノズルよりも2cm離れた外側に、それぞれ第2左絶縁体5c21、第2右絶縁体5c22、第3ノズル群2cの捕集体の幅方向両端部のノズルよりも2cm離れた外側に、それぞれ第3左絶縁体5c31、第3右絶縁体5c32、第4ノズル群2dの捕集体の幅方向両端部のノズルよりも2cm離れた外側に、それぞれ第4左絶縁体5c41、第4右絶縁体5c42を配置した。なお、これら第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42のいずれも略長方形状のポリエチレンテレフタレートフィルム(たて(ノズル方向):11cm、よこ:6cm、厚さ:0.5μm)を、アクリル板(たて(ノズル方向):11cm、よこ:6cm、厚さ:2mm)に貼り合わせたものを使用し、ポリエチレンテレフタレートフィルムが各ノズル群側となるように配置した。
Subsequently, the collectors of the first
更に、第1ノズル群2a〜第4ノズル群2d及び第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42を揺動させて、繊維集合体の均一性を高めることができるように、ラック・ピニオン機構を有し、連続直動運動させることのできる電動アクチェエータ(オリエンタルモーター(株)製、LU2B20SA−4)を接続した。
Further, the
次に、上記ノズル群2a〜2d、第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42、及びドラム捕集体4をステンレス製直方体紡糸容器7(幅:600mm、高さ:600mm、奥行き:440mm)の中央部に配置した。なお、直方体紡糸容器7は高さ方向における上方と下方の両方にパンチングプレート(多孔性材料10a、10b)を備えたものを使用した。
Then, the
そして、直方体紡糸容器7の上壁面に温湿度調整機能を備えた送風機(PAU−1400HDR、(株)アピステ、気体供給装置8)を接続するとともに、更に、直方体紡糸容器7の下方に排気ファン(排気装置9)を接続した。
A blower (PAU-1400HDR, Apiste Co., Ltd., gas supply device 8) having a temperature / humidity adjusting function is connected to the upper wall surface of the rectangular
(繊維集合体の製造)
前記紡糸原液を前記シリンジ1に入れ、マイクロフィーダーを用いて紡糸原液を各ノズルへ供給し、各ノズルから紡糸原液を吐出する(吐出量:2.1g/時間)とともに、前記ドラム捕集体4を一定速度(表面速度:6.3cm/分)で回転させながら、前記高電圧電源3から各ノズルに+18kVの電圧を印加して、押し出した紡糸原液に電界を作用させて繊維化し、前記ドラム捕集体4のステンレス薄板上に集積させて繊維集合体を製造した。
(Manufacture of fiber assemblies)
The spinning solution is put into the
なお、繊維集合体を製造する際に、気体供給装置8から温度25℃、相対湿度30%の調湿エアを1.5m3/分で供給するとともに、排気口から出てくる気体を排気ファン9で排気した。また、繊維集合体を製造する際に、前記ノズル群2a〜2d及び第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42を、電動アクチェエータによりドラム捕集体4の幅方向に一定速度(移動速度:2.1cm/秒)で往復揺動(揺動幅:4.5cm)させた。
When manufacturing the fiber assembly, the
(繊維集合体の評価)
上述のようにして製造した繊維集合体を、捕集体4の進行方向に5cmで、捕集体4の幅方向に1cmの長方形に切断して試料1〜31(捕集体4の進行方向に対して左端を試料1)を採取した後、各試料の質量(=繊維質量=目付)を測定した。この結果は図7に示す通りであった。上述の製造においては、4.5cmの幅でノズル群2a〜2d及び第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42を往復揺動させており、試料1〜5及び試料27〜31は往復揺動によって形成した領域であるため、これら領域における繊維量を除外して考慮すると、繊維質量が4.2〜4.3で変動しており、幅方向における繊維量が均一な繊維集合体であった。
(Evaluation of fiber assembly)
The fiber assembly manufactured as described above is cut into a rectangle of 5 cm in the traveling direction of the collecting
(比較例)
第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42を配置しなかったこと以外は、実施例と全く同様にして、繊維集合体を製造した。この繊維集合体を実施例と全く同様にして評価した。この結果は図8に示す通りであった。実施例の場合と同様に、ノズル群2a〜2d及び第1左絶縁体5c11〜第4右絶縁体5c42の往復揺動によって形成した領域における繊維量を除外して考慮すると、繊維質量が3.3〜4.2で変動しており、幅方向における繊維量が不均一な繊維集合体であった。
(Comparative example)
A fiber assembly was manufactured in the same manner as in the example except that the first
1 紡糸原液供給装置
21〜24、211〜244 ノズル
2a〜2d ノズル群
3 電圧印加装置
4 捕集体
5a、5b 絶縁体
5c1、5c2、5c11〜5c42 (捕集体幅方向の)絶縁体
5m1、5m2 (捕集体進行方向の)絶縁体
6、6a、6b、6c、6d 紡糸空間
7 紡糸容器
8 気体供給装置
9 排気装置
10a、10b 多孔性材料
1 spinning solution supplying device 21 to 24, 2 11-2 44
Claims (4)
A supply means comprising three or more spinning stock solution supply sections arranged in a non-linear manner and capable of supplying a spinning stock solution, and an application means capable of drawing and fiberizing the spinning stock solution supplied by the supplying means by applying an electric field. A collector that can directly accumulate the fibers, an insulator that is present at the outermost side of both spinning stock supply parts located at the end in the width direction of the collector, and an end located at the end in the traveling direction of the collector And an insulator that is present on the outer side of the two spinning dope supply units.
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| JP2004075387A JP2005264353A (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Method and apparatus for manufacturing fiber assembly |
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