專利名稱：纖維集合體的制造方法以及纖維集合體的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維集合體的制造方法以及纖維集合體的制造裝置。
背景技術(shù)：
因?yàn)楫?dāng)構(gòu)成纖維集合體的纖維的直徑較小時(shí)，具有良好的分離性能、液體保持性能、拂拭性能、隱蔽性能、絕緣性能或柔軟性等各種性能，所以優(yōu)選的是使構(gòu)成纖維集合體的纖維的直徑較小。作為由這種纖維直徑小的纖維構(gòu)成的纖維集合體的制造方法，已知以下所謂的靜電紡絲法從噴嘴噴吐紡絲原液，并且使所噴吐的紡絲原液受到電場(chǎng)的作用而延伸，成為纖維直徑小的纖維后，直接收集成為纖維集合體。
當(dāng)通過(guò)這種靜電紡絲法制造纖維集合體時(shí)，作為噴嘴的數(shù)目為1個(gè)而使紡織原液的噴吐量小的結(jié)果，造成生產(chǎn)率差的問(wèn)題。因而，考慮使用2個(gè)以上的噴嘴來(lái)提高生產(chǎn)率的辦法。例如，提出了具有通過(guò)由多個(gè)針構(gòu)成的復(fù)合噴嘴將紡絲原液噴吐至收集器(收集體)的紡絲部的高分子網(wǎng)制造裝置(專利文獻(xiàn)1)。另外，也提出了備有2個(gè)以上噴吐部的圓盤狀旋轉(zhuǎn)型噴吐裝置(專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)而，也揭示了以橫切收集體(管等)的方式移動(dòng)的噴吐部以及可逆向旋轉(zhuǎn)的收集體(專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1美國(guó)專利第6,616,435號(hào)說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)2美國(guó)專利第4,650,506號(hào)說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)3美國(guó)專利第4,842,505號(hào)說(shuō)明書(shū)然而，使用具有紡絲部的高分子網(wǎng)制造裝置(專利文獻(xiàn)1)制造高分子網(wǎng)即纖維集合體，而所述紡絲部備有由多個(gè)針構(gòu)成的復(fù)合噴嘴時(shí)，只能在與纖維集合體的寬度方向(與收集器輸送的方向垂直的方向)上，制造中央部位纖維量多、兩端部位纖維量少的纖維集合體。這樣，之所以在纖維集合體的寬度方向上纖維量產(chǎn)生離散，考慮是因?yàn)橄率鼍壒蕪哪硣娮靽娡虏⒓徑z而成的纖維會(huì)受到從其他噴嘴噴吐紡絲而成的纖維所攜帶的電荷形成的電場(chǎng)的影響。
例如，在專利文獻(xiàn)1所揭示的制造裝置中，如專利文獻(xiàn)1的圖4C所示，通過(guò)將噴嘴配置成鋸齒狀，并使噴嘴的配置間隔較寬，使得由從其他噴嘴噴吐并紡絲所得的纖維攜帶的電荷形成的電場(chǎng)的影響變小，從而期望能制造使在寬度方向上纖維量離散變小的纖維集合體。然而，實(shí)際上，由于噴嘴孔徑的不一致引起噴吐量離散，其結(jié)果會(huì)造成纖維量離散，或是因?yàn)閺牡谝涣?、第二列、第n列的噴嘴噴吐時(shí)的收集器上的狀態(tài)各不相同，而不能使得從任何一列噴嘴都能聚集到相同的纖維，其結(jié)果是不能抑制纖維集合體寬度方向上的纖維量離散。
因而，本發(fā)明者嘗試，通過(guò)將直線狀配置有2個(gè)以上噴嘴的噴嘴組設(shè)置于與收集器的輸送方向(1)垂直的方向或(2)平行的方向上，并使噴嘴組在收集器的寬度方向上往復(fù)移動(dòng)，從而抑制纖維集合體的寬度方向上的纖維量離散。然而，在前者(1)的情況(噴嘴組設(shè)置于垂直方向的情況)下，為進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)需要暫時(shí)停止噴嘴組，故停止部位附近的纖維量變多；并且，對(duì)于該停止部位，每個(gè)噴嘴都存在二處，故纖維集合體的度方向上的纖維量離散會(huì)在纖維集合體的長(zhǎng)度方向上連續(xù)發(fā)生。因?yàn)閲娮炜讖酱嬖陔x散時(shí)，每個(gè)噴嘴噴吐量的不同會(huì)直接引起纖維量的離散，所以其結(jié)果會(huì)助長(zhǎng)單位面積重量的不均。
另一方面，在后者(2)的情況(噴嘴組設(shè)置于平行方向的情況)下，1個(gè)噴嘴從收集器的一瑞到另一端進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，故不會(huì)如前者那樣纖維集合體寬度方向上的纖維量離散在纖維集合體的長(zhǎng)度方向上連續(xù)發(fā)生，但與前者同樣為進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)需要暫時(shí)停止，因?yàn)樵谑占鞯膶挾确较蛏现淮嬖谝粋€(gè)噴嘴，所以為暫時(shí)停止需要急劇加速和減速，故其結(jié)果是在纖維集合體的兩端部位形成纖維量多的區(qū)域。如果為了提高生產(chǎn)率而增大收集器的寬度，但不提高噴嘴的移動(dòng)速度，便會(huì)在纖維集合體的長(zhǎng)度方向上形成纖維量多的區(qū)域和量少的區(qū)域，故有必要提高噴嘴的移動(dòng)速度，但移動(dòng)速度越快，與其成比例地，需要加速和減速的區(qū)域也就越大，故其結(jié)果會(huì)助長(zhǎng)纖維集合體寬度方向上的纖維量離散。
還有，在圓盤狀旋轉(zhuǎn)型噴吐裝置(專利文獻(xiàn)2)中，只能獲得在寬度方向上中央部位纖維量少、兩端部位纖維量多的纖維集合體。
進(jìn)而，當(dāng)具有可逆向旋轉(zhuǎn)的收集體的裝置(專利文獻(xiàn)3)的情況下，為使集合體逆向旋轉(zhuǎn)，必然存在旋轉(zhuǎn)速度快的時(shí)段和慢的時(shí)段，故纖維排列方向產(chǎn)生離散，只能獲得機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生離散的纖維集合體。還有，在專利文獻(xiàn)3中，已揭示了在鄰接的收集體的邊界處配置護(hù)板以便能夠連續(xù)進(jìn)行紡絲的方案，但隨著紡絲的進(jìn)行，由于堆積于護(hù)板上的纖維而使得護(hù)板變?yōu)榻^緣體，當(dāng)噴吐部到達(dá)擴(kuò)板時(shí)來(lái)自噴吐部的噴吐量減少，并且，當(dāng)?shù)竭_(dá)鄰接的收集體時(shí)減少部分的紡絲原液也被噴出從而容易增加噴吐量，故易于形成纖維量離散的纖維集合體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷開(kāi)發(fā)而成，其目的是提供可制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體的方法以及制造裝置。特別是提供可生產(chǎn)率良好地制造在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體的方法以及制造裝置。
因此，本發(fā)明涉及一種纖維集合體的制造方法，其包括供給噴吐工序，通過(guò)供給管從紡絲原液貯存部將紡絲原液向紡絲原液噴吐部供給，并從紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液；纖維集聚工序，對(duì)前述噴吐出的紡絲原液作用電場(chǎng)而使其延伸并纖維化，并使得到的纖維直接集聚在收集體的收集表面上，一邊使上述收集表面沿一定方向移動(dòng)，一邊形成纖維集合體；其特征在于在沿著可環(huán)繞一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)狀軌道運(yùn)動(dòng)的支承體上載持上述紡絲原液噴吐部，在上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與上述收集表面的寬度方向一致的狀態(tài)下，一邊使上述支承體以一定速度環(huán)繞，一邊從上述紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，上述支承體備有2處以上的紡絲原液噴吐部。
在本發(fā)明的其他優(yōu)選方案中，在將導(dǎo)電性材料配置于供給管內(nèi)的局部或全部上的狀態(tài)下實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
在本發(fā)明的另外優(yōu)選方案中，一邊向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，一邊從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
還有，本發(fā)明還涉及一種纖維集合體的制造裝置，其特征在于，備有
紡絲原液貯存部，其可貯存紡絲原液；紡絲原液噴吐部，其可噴吐紡絲原液；供給管，其連結(jié)上述紡絲原液貯存部與上述紡絲原液噴吐部；供給噴吐機(jī)構(gòu)，其可從上述紡絲原液貯存部將紡絲原液向上述紡絲原液噴吐部供給，并使紡絲原液從上述紡絲原液噴吐部噴吐出；電壓外加機(jī)構(gòu)，其可對(duì)由上述供給噴吐機(jī)構(gòu)噴吐的紡絲原液作用電場(chǎng)而使其延伸并纖維化；收集體，其具有直接集聚纖維化的纖維的收集表面，可一邊使上述收集表面沿一定方向移動(dòng)一邊形成纖維集合體；支承體，其能夠沿著可環(huán)繞一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)狀軌道運(yùn)動(dòng)，并載持上述紡絲原液噴吐部使其可沿著該環(huán)狀軌道移動(dòng)，上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與上述收集表面的寬度方向一致；以及，移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可使上述支承體以一定速度沿著環(huán)狀軌道環(huán)繞。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，上述支承體備有2處以上的紡絲原液噴吐部。
在本發(fā)明的其他優(yōu)選方案中，在供給管內(nèi)的局部或全部上配置有導(dǎo)電性材料。
在本發(fā)明的另外優(yōu)選方案中，備有氣體供給機(jī)構(gòu)，其可向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，備有電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其可從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，由支承體載持的紡絲原液噴吐部一邊噴吐紡絲原液一邊以一定速度沿著環(huán)狀軌道循環(huán)環(huán)繞，故可制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。而且，成為構(gòu)成纖維集合體的多個(gè)纖維彼此交錯(cuò)的狀態(tài)、可制造出在各個(gè)方向上機(jī)械強(qiáng)度均勻的纖維集合體。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)上述支承體沿著環(huán)狀軌道備有2處以上紡絲原液噴吐部時(shí)，可增加紡絲原液的噴吐量，故可生產(chǎn)率良好地制造纖維集合體。而且，即使紡絲原液的孔徑不一致，由于使紡絲原液噴吐部以一定速度沿收集體的收集表面的寬度方向移動(dòng)，從各紡絲原液噴吐部噴吐形成的纖維分散到整個(gè)纖維集合體，所以也可制造出在纖維集合體的寬度方向上無(wú)纖維量離散的纖維集合體。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)在供給管內(nèi)的局部或全部上配置有導(dǎo)電性材料的狀態(tài)下實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序時(shí)，可以穩(wěn)定地對(duì)噴吐的紡絲原液作用電場(chǎng)，故可穩(wěn)定制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)一邊向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序時(shí)，在紡絲原液噴吐部周邊供應(yīng)希望相對(duì)濕度的氣體，故將紡絲原液噴吐部周邊維持在希望的相對(duì)濕度下而能排除濕度的影響，從而可制造出纖維直徑一致的纖維集合體。而且也具有以下的效果可迅速除去從紡絲原液揮發(fā)的溶劑，使紡絲原液噴吐部周邊不會(huì)達(dá)到飽和蒸氣壓，故可持續(xù)制造出纖維集合體。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)一邊從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)的作用，可控制由紡絲原液噴吐部噴吐的纖維向收集體上集聚的位置，故可穩(wěn)定制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，由支承體載持的紡絲原液噴吐部一邊以一定速度沿環(huán)狀軌道循環(huán)環(huán)繞一邊噴吐紡絲原液，故可制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。而且，可成為多個(gè)纖維彼此交錯(cuò)的狀態(tài)，故可制造出在各個(gè)方向上機(jī)械強(qiáng)度均勻的纖維集合體。
在本發(fā)明的裝置中，當(dāng)上述支承體沿著環(huán)狀軌道備有2處以上紡絲原液噴吐部時(shí)，可增加紡絲原液的噴吐量，故可生產(chǎn)率良好地制造出纖維集合體。而且，即使紡絲原液的孔徑不一致，因?yàn)榧徑z原液噴吐部以一定速橫切收集體，并可使由各個(gè)紡絲原液噴吐部噴吐形成的纖維分散至整個(gè)纖維集合體，所以也可制造出在纖維集合體的寬度方向上無(wú)纖維量離散的纖維集合體。
在本發(fā)明的裝置中，當(dāng)在供給管內(nèi)的局部或全部上配置有導(dǎo)電性材料時(shí)，可穩(wěn)定地對(duì)噴吐的紡絲原液作用電場(chǎng)，故可穩(wěn)定制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。
在本發(fā)明裝置中，當(dāng)備有可向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體的氣體供給機(jī)構(gòu)時(shí)，可排除濕度的影響，從而制造出纖維直徑一致的纖維集合體。而且，可迅速除去從紡絲原液揮發(fā)的溶劑，使紡絲原液噴吐部周邊不會(huì)達(dá)到飽和蒸氣壓，故可連續(xù)制造纖維集合體。
在本發(fā)明的裝置中，當(dāng)備有可從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)的電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)的作用，可控制由紡絲原液噴吐部噴吐的纖維向收集體上聚集的位置，故可穩(wěn)定制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。


圖1是本發(fā)明的纖維集合體制造裝置的示意俯視圖。
圖2是從圖1中的箭頭A方向觀察圖1的制造裝置所得的示意剖視圖。
圖3是本發(fā)明的纖維集合體制造裝置的其他方案的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1以及圖2說(shuō)明本發(fā)明的纖維集合體制造方法以及制造裝置。圖1是從上方觀察制造裝置所得的示意俯視圖；圖2是從圖1的箭頭A方向觀察上述制造裝置所得的示意剖視圖。
如圖1所示的纖維集合體制造裝置備有紡絲原液貯存部1，其可貯存紡絲原液；噴嘴組21～2n，其作為紡絲原液噴吐部組；供給管1a，其連結(jié)紡絲貯存部1與紡絲原液噴吐部組(噴嘴組21～2n)，可將紡絲原液向紡絲原液噴吐部組供給；供給噴吐機(jī)構(gòu)3，其可從紡絲原液貯存部1將紡絲原液向紡絲原液噴吐部組供給，并使紡絲原液從紡絲原液噴吐部組噴吐出；電壓外加機(jī)構(gòu)4，可將電壓外加于紡絲原液；收集體5，其具有直接集聚纖維化的纖維的收集表面5a，可一邊使上述收集表面5a沿一定方向D移動(dòng)，一邊形成纖維集合體5b，優(yōu)選的是接地；支承體6c，其沿著可在一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間(第1鏈輪6a和第2鏈輪6b之間)環(huán)繞的環(huán)狀軌道載持上述紡絲原液噴吐部組(噴嘴組21～2n)，上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域6x的運(yùn)動(dòng)方向m1、m2與上述收集表面5a的寬度方向(與上述收集表面5a的移動(dòng)方向D垂直的方向)一致；移動(dòng)機(jī)構(gòu)6，其通過(guò)使上述支承體6c以一定速度沿著上述收集表面5a的寬度方向移動(dòng)，可使上述紡絲原液部組(噴嘴組21～2n)以一定速度沿著上述收集表面5a的寬度方向移動(dòng)；電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)7，其位置比噴嘴組21～2n的環(huán)狀軌道(循環(huán)移動(dòng)軌跡)更靠外側(cè)，作用電場(chǎng)；卷取裝置8，其在收集體5的端部可將形成于上述收集表面5a上的纖維集合體卷取成卷狀；紡絲容器9，其收納噴嘴組21～2n和收集體5等；氣體供給裝置10，其將希望的氣體向紡絲容器9供給；以及排氣裝置11，其可將紡絲容器9內(nèi)的氣體排出。
當(dāng)使用這樣的制造裝置制造纖維集合體時(shí)，首先，準(zhǔn)備紡絲原液。該紡絲原液例如是將可進(jìn)行靜電紡絲的樹(shù)脂溶解于溶劑中而得的溶液。對(duì)于樹(shù)脂，只要是能進(jìn)行靜電紡絲即不作特別限定，可使用以下樹(shù)脂，例如聚乙二醇、部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、聚乙二醇酸、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚乙烯或聚丙烯等。也可使用除這此例示以外的樹(shù)脂，也可使用包含例示以外的樹(shù)脂在內(nèi)的2種以上樹(shù)脂溶解于溶劑中而得的紡絲原液。
作為該溶劑，因?yàn)橐哺鶕?jù)所使用的樹(shù)脂而變化，故不作特別限定，但可列舉說(shuō)明，例如水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、四氫呋喃、二甲亞砜、1，4-二惡烷、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲替乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲基腈、甲酸、甲苯、苯、環(huán)己烷、環(huán)己酮、四氯化碳、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯等。溶劑可以是1種溶劑，也可以是將2種以上溶劑混合而成的混合溶劑。
本發(fā)明所使用的紡絲原液是使如上所述的樹(shù)脂溶解于溶劑中而得的溶液，其濃度根據(jù)所使用的樹(shù)脂的組成、樹(shù)脂的分子量、溶劑等而變化，故不作特別限定，但從對(duì)靜電紡絲的適用性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是采用粘度為10～6000mPa·s范圍的濃度，更優(yōu)選的是采用粘度為20～5000mPa·s范圍的濃度。這是因?yàn)?，?dāng)粘度低于10mPa·s時(shí)，粘度太低拖絲性差，并有不易形成纖維的傾向；當(dāng)粘度超過(guò)6000Pa·s時(shí)，紡絲原液難于延伸，有不易形成纖維的傾向。另外，該[粘度]是指在溫度25℃下使用粘度測(cè)定裝置測(cè)定的剪切速率為100s-1時(shí)的值。
這樣將這種紡絲原液貯存于紡絲原液貯存部1中，該紡絲原液，通過(guò)與紡絲原液貯存部1連接地設(shè)置的供給紡絲噴吐機(jī)構(gòu)3，經(jīng)供給管1a向首個(gè)噴嘴21供給，再通過(guò)該首個(gè)噴嘴21供給其后的噴嘴22～2n，并由整個(gè)噴嘴組21～2n噴吐紡絲原液(供給噴吐工序)。在圖1的制造裝置中，將供給管1a接上電源(電壓外加機(jī)構(gòu)4)以便能對(duì)供給管內(nèi)1a的紡絲原液外加電壓。另外，上述首個(gè)噴嘴21在由支承體6c載持著的狀態(tài)下移動(dòng)，故供給管1a與噴嘴21例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連結(jié)。還有，與圖1不同，供給管1a也可以在噴嘴21與噴嘴2n這2個(gè)方向上分支。
并且，還可與圖1所示的方案不同，將整個(gè)噴嘴組21～2n分割為2個(gè)系統(tǒng)，并使2種紡絲原液分別供給各個(gè)系統(tǒng)。具體的是，例如，將第1種紡絲原液向首個(gè)噴嘴21供給，再跳過(guò)鄰接的第2個(gè)噴嘴22通過(guò)該首個(gè)噴嘴21供給噴嘴23，進(jìn)而同樣地，再跳過(guò)鄰接的第4個(gè)噴嘴24供給第5個(gè)噴嘴25，以這樣的方案依次向第1系統(tǒng)的噴嘴21～2n-1供給；并且，將第2種紡絲原液向第2噴嘴22供給，再跳過(guò)鄰接的第3個(gè)噴嘴23通過(guò)該第2噴嘴22供給第4噴嘴24，進(jìn)而同樣地，跳過(guò)鄰接的第5個(gè)噴嘴25供給第6個(gè)噴嘴26，以這樣的方案依次向第2系統(tǒng)的噴嘴22～2n供給。這樣，可制造出將2種纖維均勻地分散開(kāi)并混合而成的纖維集合體。同樣，可將整個(gè)噴嘴組21～2n分割為3個(gè)或者3個(gè)以上的系統(tǒng)，并使3種或3種以上的紡絲原液分別供給各個(gè)系統(tǒng)，從而制造出將3種以上纖維均勻地分散開(kāi)并進(jìn)行混合而成的纖維集合體。
作為紡絲原液貯存部1，可列舉例如注射器、不銹鋼罐、塑料罐、或者氯乙烯樹(shù)脂制、聚乙烯樹(shù)脂制等樹(shù)脂制罐；作為供給噴吐機(jī)構(gòu)3，可使用例如注射泵、管泵、磁鐵式微型齒輪泵、微型泵、分配器等。供給管1a，為能適應(yīng)噴嘴21的環(huán)繞循環(huán)移動(dòng)，優(yōu)選的是由例如有柔性的塑料管(特別是高耐藥品性的氟樹(shù)脂、聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴樹(shù)脂)構(gòu)成。
在本發(fā)明的制造裝置中，從圖1可知，作為紡絲原液噴吐部組的噴嘴組21～2n，可在收集體5的收集表面5a上沿寬度方向直線移動(dòng)，并且可將這這些噴嘴組21～2n的移動(dòng)速度保持一定，故可制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。還有，即使各個(gè)噴嘴的孔徑不一致，因?yàn)楦鱾€(gè)噴嘴以一定速度在收集體5的收集表面5a上直線移動(dòng)，從各個(gè)噴嘴噴吐形成的纖維分散至纖維集合體，故可制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量離散小的纖維集合體。進(jìn)而，如圖1所示，支承體6c，具有可在旋轉(zhuǎn)軸即第1鏈輪6a和第2鏈輪6b之間環(huán)繞的環(huán)形軌道，包含相互反向的移動(dòng)方向(m1方向及m2方向)的2個(gè)直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域6x。當(dāng)由支承體6c載持的噴嘴組21～2n向m1方向移動(dòng)時(shí)，從噴嘴噴吐的纖維在收集表面5a上統(tǒng)一朝向一個(gè)方向(在如圖1所示的收集表面5a上，纖維定向地朝向右斜下方)。并且，當(dāng)由支承體6a載持的噴嘴組21～2n向m2方向移動(dòng)時(shí)，從噴嘴噴吐的纖維在收集表面5a上一致朝向另一方向(在如圖1所示的收集表面5a上，纖維定向地朝向左斜下方)。因此，本發(fā)明特征在于可制造出在收集表面5a上成為纖維相互交錯(cuò)的狀態(tài)、且在各個(gè)方向上機(jī)械強(qiáng)度均勻的纖維集合體。
具體的是，將各個(gè)噴嘴分別固定于鏈狀支承體6c上，并將支承體6c架設(shè)于第1鏈輪6a與第2鏈輪6b之間，進(jìn)而在第1鏈輪6a上安裝驅(qū)動(dòng)馬達(dá)作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)6，故通過(guò)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的作用使第1鏈輪6a旋轉(zhuǎn)，支承體6c在第1鏈輪6a以及第2鏈輪6b之間移動(dòng)，由此使噴嘴組21～2n沿環(huán)狀軌道環(huán)繞(循環(huán))而移動(dòng)。而且，作為其他的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，還可以將各個(gè)噴嘴分別固定于帶狀支承體上，將支承體架設(shè)于第1帶輪與第2帶輪之間，進(jìn)而使用安裝于第1帶輪或第2帶輪上的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等移動(dòng)機(jī)構(gòu)。在這種移動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的作用，使第1帶輪和第2帶輪旋轉(zhuǎn)，支承體在第1帶輪以及第2帶輪之間移動(dòng)，由此噴嘴組長(zhǎng)圓狀地環(huán)繞(循環(huán))移動(dòng)。
另外，在圖1的制造裝置中，使用2個(gè)以上的噴嘴組21～2n構(gòu)成的紡絲原液噴吐部組，因此，可增加紡絲原液的噴吐量，可生產(chǎn)率良好地制造纖維集合體。還有，優(yōu)選的是噴嘴組21～2n的噴嘴間距相同以使來(lái)自于相鄰噴嘴的電場(chǎng)影響一樣，因?yàn)閲娮扉g距根據(jù)構(gòu)成紡絲原液的樹(shù)脂、溶劑等而變化，所以重復(fù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)來(lái)確定間距，以便使得能夠均勻噴吐，并且總噴吐量多。
此外，與圖1所示的方案不同，也可以使用1個(gè)噴嘴制造出纖維集合體。還有，噴嘴組的21～2n的移動(dòng)速度也可以不是一定的，不對(duì)其作特別限定，而且，只要收集體的收集表面的移動(dòng)方向也是一定的就不作特別限定。進(jìn)而，優(yōu)選的是收集體的收集表面的移動(dòng)速度也是一定的。
雖未對(duì)本發(fā)明中的紡絲原液從噴嘴組21～2n噴吐的方向作特別限定，但優(yōu)選的是如圖2所示為與重力作用方向相同的方向。在該種情況下，在收納向重力的作用方向噴吐的纖維的位置上配置收集體的收集表面。
因?yàn)閲娮旖M21～2n的直徑根據(jù)所要獲得的纖維的纖維直徑而變化，故不作特別限定，例如當(dāng)纖維直徑為0.7μm以下時(shí)，優(yōu)選地將各噴嘴21～2n的直徑(內(nèi)徑)設(shè)為0.1～2.0mm。此外，各噴嘴21～2n的直徑(內(nèi)徑)可以全部相同，也可以一部分相同，而且也可以全都不同。進(jìn)而，各噴嘴21～2n材質(zhì)可以是金屬也可以是非金屬，而且各噴嘴21～2n的材質(zhì)可以全部相同也可以一部分相同，還可全都不同，但優(yōu)選的是全都相同以便對(duì)紡絲原液作用相同的電場(chǎng)。
另外，在圖1的制造裝置中，使用噴嘴作為紡絲原液噴吐部，但只要一邊以一定速度在收集體的收集表面上沿寬度方向移動(dòng)一邊噴吐紡絲原液，便可使用除噴嘴以外的紡絲原液噴吐部。
在圖1及圖2的纖維集合體制造裝置中，示出了只備有1組將噴嘴組21～2n配置于長(zhǎng)圓狀的環(huán)狀軌道上的紡絲原液噴吐部組，但當(dāng)備有2組以上的紡絲原液噴吐部組時(shí)，可提高纖維集合體的生產(chǎn)率，故為優(yōu)選的實(shí)施方案。當(dāng)備有2組以上的紡絲原液噴吐部組時(shí)，可使用與圖1及圖2中的纖維集合體制造裝置的紡絲原液噴吐部組相同的裝置，優(yōu)選的是使各個(gè)紡絲原液噴吐部組以相互相同或相異的一定速度向與收集體的移動(dòng)方向正交的方向移動(dòng)。此外，當(dāng)備有2組以上的紡絲原液噴吐部組時(shí)，通過(guò)改變每個(gè)紡絲原液噴吐部組的噴嘴直徑及/或紡絲原液的濃度，可制造出具有纖維直徑不同的纖維層的纖維集合體，通過(guò)改變每個(gè)紡絲原液噴吐部組中的紡絲原液種類(樹(shù)脂種類)，可制造出具有樹(shù)脂組成不同的層的纖維集合體。進(jìn)而，當(dāng)備有2組以上的紡絲原液噴吐部時(shí)，可以使相鄰的紡絲原液噴吐部組沿著相互相同的方向在收集體的收集表面上移動(dòng)，也可以使其沿著相互相反的方向在收集表面上移動(dòng)。
還有，在圖1的制造裝置中雖未圖示，但優(yōu)選的是，在將導(dǎo)電性材料配置于供給管1a的局部或全部上的狀態(tài)下實(shí)施供給噴吐工序以及后述的纖維集聚工序。這是因?yàn)椋@樣可使電場(chǎng)穩(wěn)定地作用于所噴吐的紡絲原液，所以能穩(wěn)定地制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。即，當(dāng)空氣混雜于供給管1a內(nèi)時(shí)，有通過(guò)紡絲原液的外加電壓變?yōu)椴环€(wěn)定、從而紡絲本身不穩(wěn)定的情況，但通過(guò)如上所述將導(dǎo)電性材料配置于供給管1a內(nèi)，可避免發(fā)生這種問(wèn)題。另外，所謂[導(dǎo)電性材料]是指體積電阻率為109Ω·m以下的材料。并且，因?yàn)閷?dǎo)電性材料配置于供給管1a內(nèi)，所以其也需要具有不被紡絲原液侵蝕的耐藥品性。因此，作為導(dǎo)電性材料，可以優(yōu)選地使用不銹鋼纜線。另外，優(yōu)選地，導(dǎo)電性材料由不會(huì)被紡絲原液侵蝕的材料(例如聚乙烯或氟類樹(shù)脂)包覆以便不會(huì)被紡絲原液侵蝕。在這種情況下，需要使導(dǎo)電性材料局部裸露以便能夠外加電壓。
從如上所述的噴嘴組21～2n噴吐的紡絲原液受到由從電源(電壓外加機(jī)構(gòu)4)外加的電壓和接地的收集體5產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用，延伸并纖維化，并向收集體5的收集表面5a的方向飛出，飛出的纖維直接集聚于收集體5的收集表面5a上，從而形成纖維集合體(纖維集聚工序)。
在圖1以及圖2中，通過(guò)電壓外加機(jī)構(gòu)4將電壓外加于供給管內(nèi)的紡絲原液，并且通過(guò)將收集體5接地形成電場(chǎng)，但也可以與這些圖示的方案相反地將紡絲原液接地，將電壓外加于收集體5而形成電場(chǎng)，還可以在紡絲原液與收集體5之間設(shè)定電位差地外加電壓。另外，該電場(chǎng)根據(jù)纖維直徑、噴嘴組21～2n與收集體5的收集表面5a之間的距離、紡絲原液的溶劑、紡絲原液的粘度等而變化，故未作特別限定，但優(yōu)選的是0.2～5kV/cm。這是因?yàn)楫?dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)5kV/cm時(shí)，有容易發(fā)生空氣的絕緣破壞的傾向，而當(dāng)小于0.2kV/cm時(shí)，會(huì)有紡絲原液的延伸不充分而不易變成纖維形狀的傾向。
另外，未對(duì)作為電壓外加機(jī)構(gòu)4的電源作特別限定，例如可使用直流高電壓產(chǎn)生裝置或ヴアン·デ·グラフ發(fā)電機(jī)。并且，只要外加電壓能產(chǎn)生上述電場(chǎng)強(qiáng)度即可，并不作特別限定，但優(yōu)選的是在5～50KV左右。
還有，外加的電壓的極性為正極或負(fù)極都可以。優(yōu)選的是適當(dāng)?shù)卮_認(rèn)極性，以便容易抑制纖維的擴(kuò)散，制造纖維均勻分散的纖維集合體。
另外，在如圖1以及圖2所示的方案中，通過(guò)電壓外加機(jī)構(gòu)4對(duì)供給管1a內(nèi)的紡絲原液外加電壓，但也可以外加于噴嘴組21～2n上。在這種情況下，可使用2個(gè)以上的外加機(jī)構(gòu)。例如，可采用數(shù)目與噴嘴數(shù)相對(duì)應(yīng)的外加機(jī)構(gòu)。
收集體5只要可以將在從作為紡絲原液噴吐部組的噴嘴組噴吐后纖維化了的纖維(通常為連續(xù)纖維)直接集聚于其收集表面5a而形成纖維集合體即可，不做特別的限定。例如，可使用金屬或碳等導(dǎo)電性材料或有機(jī)高分子等非導(dǎo)電性材料構(gòu)成的無(wú)紡布、紡織物、編織物、網(wǎng)狀物、卷筒或者帶作為收集體5。
當(dāng)將收集體5作為另一個(gè)電極使用時(shí)，優(yōu)選的是收集體5由體積固有電阻值為109Ω·cm以下的導(dǎo)電性材料(例如金屬)構(gòu)成。另一方面，當(dāng)在從噴嘴組21～2n側(cè)看比收集體5更靠后方的位置上配置導(dǎo)電性材料作為對(duì)置電極時(shí)，收集體5不一定非得由導(dǎo)電性材料構(gòu)成。如后者那樣比收集體5更靠后方地配置對(duì)置電極時(shí)，收集體5與對(duì)置電極可以互相接觸，也可以互相分離。
在圖1以及圖2的制造裝置中，可在比噴嘴組21～2n的環(huán)狀軌道(循環(huán)移動(dòng)軌跡)更靠外側(cè)的部位上，以將該環(huán)狀軌道圍住的方式配置作為電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)7的長(zhǎng)方形狀(參照?qǐng)D1)的纜線，該纜線與作為電壓外加機(jī)構(gòu)4的電源連接。因而，通過(guò)纜線對(duì)從噴嘴組21～2n噴吐并纖維化了的纖維作用電場(chǎng)，由此可控制從噴嘴組21～2n噴吐出來(lái)的纖維向收集體上集聚的位置，故可穩(wěn)定地制造出在纖維集合體的寬度方向上纖維量均勻的纖維集合體。另外，在圖1中，纜線與外加于紡絲原液上的電源相同的電源連接，但也可以與其他的電源相連接。還有，如圖1所示，纜線設(shè)置成當(dāng)從上方觀察本發(fā)明的制造裝置時(shí)包圍噴嘴組21～2n的周圍。并且，如圖2所示，纜線設(shè)置成當(dāng)從側(cè)面觀察本發(fā)明的制造裝置時(shí)位于可使噴嘴組的正下方產(chǎn)生電場(chǎng)的位置上。如圖1及圖2所示的本發(fā)明制造裝置中的纜線與噴嘴組21～2n的水平方向配置和高度方向上的距離，根據(jù)噴嘴組21～2n與收集體5之間的電場(chǎng)強(qiáng)度、纜線的形狀、紡絲條件(例如紡絲原液種類、噴吐量、外加電壓等)等而變化，故可通過(guò)小規(guī)模實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
在圖1所示的本發(fā)明制造裝置中，在收集體5的端部備有卷取裝置8，故能將纖維集合體卷取。因而，可連續(xù)制造出纖維集合體。
在如圖1及圖2所示的本發(fā)明制造裝置中，在紡絲容器9上收納有如上所述的噴嘴組21～2n、收集體5、電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)7以及卷取裝置8，且該紡絲容器9與氣體供給裝置10以及排氣裝置11連接。因而，可容易地將紡絲容器內(nèi)的紡絲環(huán)境設(shè)為希望的紡絲環(huán)境并加以維持。例如，通過(guò)由氣體裝置10供給規(guī)定的相對(duì)濕度的氣體，可將紡絲容器9內(nèi)的紡絲環(huán)境設(shè)為特定的相對(duì)濕度并加以維持。通過(guò)這樣設(shè)定為特定的相對(duì)濕度并對(duì)其進(jìn)行維持，可使相對(duì)濕度對(duì)紡絲原液的影響一定，故可制造出纖維直徑一致的纖維集合體。另外，作為氣體供給裝置10，可列舉例如螺旋槳式風(fēng)扇、西洛克風(fēng)扇、空調(diào)加壓器或者鼓風(fēng)機(jī)等。還有，也可以與圖1及圖2所示的方案不同地，將從氣體供給裝置10供給氣體的氣體供給口設(shè)置于紡絲容器9的上壁面上而非側(cè)壁面。并且，如圖2所示，優(yōu)選地，在比氣體供給口10A更靠下游側(cè)的位置上設(shè)置多孔性材料10a(例如金屬或樹(shù)脂制沖孔板、織物、無(wú)紡布等)，使得從氣體供給裝置10向紡絲空間供給的氣體供給量一定。
在圖2的制造裝置中，可使用排氣裝置11將紡絲容器9內(nèi)的氣體排出。當(dāng)進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，紡絲容器9內(nèi)的溶劑的蒸氣濃度逐漸變高，會(huì)抑制溶劑的蒸發(fā)、使纖維直徑變細(xì)，有易于發(fā)生纖維直徑離散的傾向，最壞的情況是，溶劑的蒸氣濃度達(dá)到飽和，致使靜電紡絲難以進(jìn)行，但通過(guò)排出氣體而使紡絲容器9內(nèi)的溶劑蒸氣濃度保持一定，可制造出纖維直徑一致的纖維集合體。另外，對(duì)排氣裝置11不作特別限定，例如可以是設(shè)置于排氣口11A上的風(fēng)扇。如圖2所示，當(dāng)由氣體供給裝置10向紡絲容器9供給氣體時(shí)，只設(shè)置排氣口11A便能將與供給量等量的氣體排出，因此，不一定非得需要排氣裝置11。另外，當(dāng)如圖2所示通過(guò)排氣裝置11排氣時(shí)，優(yōu)選的是排氣量與供給量相同。這是因?yàn)楫?dāng)供給量與排氣量不同時(shí)，紡絲容器9內(nèi)的壓力會(huì)發(fā)生變化，致使溶劑的蒸發(fā)速度發(fā)生變化，容易發(fā)生纖維直徑離散。還有，也可以與如圖2所示的方案不同，將通向排氣裝置11的排氣口11A設(shè)置于紡絲容器9的下壁面上而非側(cè)壁面上。并且，優(yōu)選地，在比排氣口11A更靠上游側(cè)的位置上設(shè)置多孔性材料11a(例如金屬或樹(shù)脂制的沖孔板、織物、無(wú)紡布等)，形成從紡絲容器9的上方流向下方的均勻氣流，將紡絲空間的環(huán)境和風(fēng)量設(shè)成一定。
此外，在紡絲原液噴吐部周邊設(shè)置可供給希望相對(duì)濕度的氣體供給機(jī)構(gòu)，一邊向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體一邊實(shí)施供給噴吐工序及纖維集聚工序時(shí)，可排除濕度的影響而制造出纖維直徑一致的集合體纖維，并且，可更迅速除去從紡絲原液揮發(fā)的溶劑，防止紡絲原液噴吐部周邊達(dá)到飽和蒸氣壓，故可連續(xù)制造出纖維集合體。在圖3中，示出了備有可將希望相對(duì)濕度的氣體向紡絲原液噴吐部周邊供給的氣體供給機(jī)構(gòu)的制造裝置。圖3是從與收集體的流動(dòng)方向垂直的方向觀察所得的示意側(cè)剖視圖。在如圖3所示的本發(fā)明制造裝置中，在比噴嘴組21～2n的環(huán)狀軌道更靠外側(cè)的位置上設(shè)置圍繞噴嘴組21～2n的隔板12，使得能向噴嘴周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體。另外，隔板12與噴嘴組21～2n在水平方向上的距離、和隔板12與噴嘴組21～2n在高度方向上的位置關(guān)系，根據(jù)噴嘴組21～2n與收集體5之間的電場(chǎng)強(qiáng)度、紡絲條件(例如紡絲原液種類、噴吐量、外加電壓等)等而變化，故通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。圖3所示的本發(fā)明制造裝置，除設(shè)置有隔板12外，其他都與如圖1及圖2所示的制造裝置一樣。
在如圖3所示的制造裝置中，相對(duì)于多孔性材料10a設(shè)置隔板12，但可設(shè)置非多孔性材料替代多孔性材料10a，并在該非多孔性材料上設(shè)置隔板12以將噴嘴組21～2n包圍(非多孔性材料只在隔板12的區(qū)域上為多孔性或有開(kāi)口)。而且，可在多孔性材料10a、非多孔性材料、或紡絲容器9的上壁面上，設(shè)置隔板以將噴嘴組21～2n包圍，并且直接將氣體供給裝置連接于該隔板，將希望相對(duì)濕度的氣體供給到噴嘴周邊。在這種情況下，也能夠同時(shí)設(shè)置可將希望相對(duì)濕度的氣體供給到整個(gè)紡絲容器9的氣體供給裝置。
另外，所謂[紡絲原液噴吐部周邊]是指將以紡絲原液供給部(圖3中各個(gè)噴嘴前端)的中心為中心的直徑50mm的圓作為上壁面、從該上壁面起向紡絲原液噴吐方向高度為50mm的圓柱體構(gòu)成的假想空間。還有，相對(duì)濕度根據(jù)希望的纖維直徑而變化，故通過(guò)適當(dāng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法以及制造裝置，可容易制造出纖維量分布整體上均勻、變動(dòng)系數(shù)為3％以下的纖維集合體。另外，變動(dòng)系數(shù)的測(cè)定方法在后述的實(shí)施例中進(jìn)行闡述。
當(dāng)在收集體的兩端配置氯乙烯板、丙烯板等絕緣板或作為隔板時(shí)，通過(guò)由從噴吐部噴吐的紡絲原液所附帶的電荷形成的電場(chǎng)，使絕緣板帶上與紡絲原液相同符號(hào)的電位，而絕緣表面上的電排斥作用可抑制紡絲原液的擴(kuò)展、也就是纖維的擴(kuò)展，因此，可調(diào)節(jié)纖維的聚集位置，容易制造出纖維量一致的纖維集合體。
優(yōu)選的是，在卷取纖維集合體前對(duì)纖維集合體進(jìn)行干燥。通過(guò)這種干燥，可避免卷取時(shí)各個(gè)纖維集合體間的粘接。這是因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)由于構(gòu)成紡絲原液的溶劑的殘留而造成粘結(jié)。
根據(jù)圖1以及圖2所示的本發(fā)明制造裝置，優(yōu)選的是，在形成于收集體5的收集表面5a上的纖維集合體中，將從第1鏈輪6a的中心起的外側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6z)、以及從第2鏈輪6b中心起的外側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6y)作為耳部而除去，并將第1鏈輪6a中心與第2鏈輪6b中心之間的區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6x)作為纖維集合體而使用。
在本發(fā)明中，前述環(huán)形軌道的長(zhǎng)徑與短徑的比例沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選地，長(zhǎng)徑(L)與短徑(S)的比(L/S)比2大，更優(yōu)選地為3以上。如果前述比(L/S)為2以下，則紡絲原液噴吐部組(噴嘴組)的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的比例變小，從生產(chǎn)率的方面考慮是不理想的。
實(shí)施例下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明，但它們并不限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1以及實(shí)施例2(1)紡絲原液的制作準(zhǔn)備紡絲原液(粘度1200mP·s)。將重量平均分子量40萬(wàn)的聚丙烯腈溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，達(dá)到12mass％的濃度。
(2)制造裝置的準(zhǔn)備準(zhǔn)備圖1及圖2所示的制造裝置。即、將14個(gè)噴嘴構(gòu)成的噴嘴組21～214(內(nèi)徑分別為0.4mm的不銹鋼制的針狀噴嘴)以間距60mm固定于鏈狀支承體6c上，將該支承體6c架設(shè)于第1鏈輪6a和第2鏈輪6b之間，并將噴嘴組21～214設(shè)置為長(zhǎng)圓狀(長(zhǎng)徑480mm、短徑140mm)。進(jìn)而，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(移動(dòng)機(jī)構(gòu)6)安裝于第1鏈輪6a上。
其次，在聚乙烯制的撓性袋(紡絲原液貯存部1)上連接微型泵(マイクロポンプ公司制微型泵FC-513；泵壓頭188，1rpm＝0.017mL的類型；控制部＝株式會(huì)社中央理化制造)(供給噴吐機(jī)構(gòu)3)，并且連接聚全氟代烷氧基樹(shù)脂制管(供給管1a)，該管通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接于噴嘴21上。然后，用與上述同樣的管(供給管1a)將噴嘴21與鄰接的噴嘴22連接，使得紡絲原液可通過(guò)噴嘴21供給噴嘴22。同樣，用管(供給管1a)依次將噴嘴22與噴嘴23、噴嘴23與噴嘴24連接，使得能夠?qū)⒓徑z原液供給到到噴嘴214另外，將直徑為0.1mm的不銹鋼纜線(導(dǎo)電性材料)插入供給管1a內(nèi)。
接著，將由涂覆有導(dǎo)電性硅酮橡膠的鋼帶構(gòu)成的帶狀收集體5(寬度500mm)接地，并設(shè)置于上述噴嘴組21～214的下方。然后，將高壓電源4連接于上述紡絲原液貯存部，并且將噴嘴組21～214配置成，上述噴嘴組21～214的前端從上向下朝向帶狀收集體5的方向，且噴嘴組21～214的環(huán)狀軌道的長(zhǎng)徑方向與帶狀收集體5的寬度方向(與移動(dòng)方向垂直的方向)一致。此外，將噴嘴組21～214的前端與帶狀收集體5的收集表面5a的距離設(shè)為100mm。
其后，將上述噴嘴組21～214以及帶狀收集體5配置于氯乙烯制長(zhǎng)方體紡絲容器9(寬800mm，高1300mm，縱深1800mm)的中央部。另外，在長(zhǎng)方體紡絲容器9的內(nèi)側(cè)，將氯乙烯制的沖孔板(多孔性材料10a)與上壁面平行地配置于從上壁面起500mm的下方側(cè)的位置上，并將氯乙烯制的沖孔板(多孔性材料11a)與下壁面平行地配置于從下壁面起100mm的上方側(cè)的位置上。還有，將紙管作為卷取裝置8配置于帶狀收集體5的移動(dòng)方向端部。該紙管從動(dòng)于帶狀收集體5的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，能夠卷取纖維集合體。
并且，將具有溫濕度調(diào)節(jié)功能的鼓風(fēng)機(jī)[PAU-1400HDR、(株)アピステ、氣體供給裝置10]連接于長(zhǎng)方體紡絲容器9的上壁面上，進(jìn)而，將排氣扇(排氣裝置11)連接于長(zhǎng)方體紡絲容器9的下壁面上。
(3)纖維集合體的制造將上述紡絲原液注入上述紡絲原液貯存部1，使用前述微型泵將紡絲原液通過(guò)噴嘴21向噴嘴組21～214供給，一邊使噴嘴組21～214以125mm/sec.的一定速度移動(dòng)，使環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域6x的運(yùn)動(dòng)方向m1、m2與上述收集表面5a的寬度方向(與上述收集表面5a的移動(dòng)方向D垂直的方向)垂直的方向)一致，一邊由各噴嘴噴吐紡絲原液(每個(gè)噴嘴的噴吐量2g/小時(shí))，另外，一邊使上述帶狀收集體5以一定速度[表面速度2.4cm/分(實(shí)施例1)、0.9cm/分(實(shí)施例2)]移動(dòng)，一邊由上述高電壓電源4向紡絲原液外加+15kV電壓，使所噴吐的紡絲原液受到電場(chǎng)作用而纖維化，并集聚于上述帶狀收集體5上，從而制造出由纖維直徑為0.42μm的連續(xù)纖維構(gòu)成的纖維集合體。另外，當(dāng)制造纖維集合體時(shí)，由氣體供給裝置10以5m3/分的速度供給溫度25℃、相對(duì)濕度25％的調(diào)濕空氣，并且用排氣扇11將從排氣口涌出的氣體排出。
比較例1(1)制造裝置的準(zhǔn)備準(zhǔn)備4根以間距30mm的相同間隔將8個(gè)噴嘴構(gòu)成的噴嘴組(內(nèi)徑分別為0.4mm的不銹鋼制針狀噴嘴)直線狀地配置于直線狀的不銹鋼管中而成的噴嘴載持管4。即、在一直線上將8個(gè)噴嘴的組211～218固定于第1不銹鋼管中，在一直線上將另8個(gè)噴嘴的組221～228固定于第2不銹鋼管中，在一直線上將另8個(gè)噴嘴的組231～238固定于第3不銹鋼管中，在一直線上將另8個(gè)噴嘴的組241～248固定于第4不銹鋼管中。分別將這些從第1不銹鋼管到第4不銹鋼管的各不銹鋼管配置成，各自的長(zhǎng)度方向成為與設(shè)置于下方的帶狀收集體(寬500mm)的移動(dòng)方向垂直的方向(與寬度方向平行的方向)。還有，使第1不銹鋼管中的噴嘴組211～218和第2不銹鋼管中的噴嘴組221～228在帶狀收集體的寬度方向上錯(cuò)開(kāi)1/4間距而設(shè)成鋸齒狀，使第2不銹鋼管中的噴嘴組221～228和第3不銹鋼管中的噴嘴組231～238也在相同方向上錯(cuò)開(kāi)1/4間距而設(shè)成鋸齒狀，使第3不銹鋼管中的噴嘴組231～238和第4不銹鋼管中的噴嘴組241～248在同樣的方向上錯(cuò)開(kāi)1/4間距而設(shè)成鋸齒狀，以這樣的方式對(duì)第1不銹鋼管到第4不銹鋼管進(jìn)行設(shè)置，并將第1不銹鋼管～第4不銹鋼管與電動(dòng)致動(dòng)器連接，使其可一體地沿收集體5的寬度方向往復(fù)移動(dòng)。
其次，與圖1及圖2所示的裝置同樣，在聚乙烯制的撓性袋(相當(dāng)于紡絲原液貯存部1)上連接微型泵(マイクロポンプ公司制微型泵FC-513；泵壓頭188，1rpm＝0.017mL的類型；控制部＝株式會(huì)社中央理化制造)(相當(dāng)于供給噴吐機(jī)構(gòu)3)，并且對(duì)第1不銹鋼管到第4不銹鋼管分別連接聚全氟代烷氧基樹(shù)脂制管(相當(dāng)于供給管1a)，從而可將紡絲原液向各噴嘴組211～248供給。
接著，與圖1及圖2所示的裝置同樣地將由涂覆有導(dǎo)電性硅酮橡膠的鋼帶構(gòu)成的帶狀收集體(相當(dāng)于帶狀收集體5)(寬500mm)接地，并設(shè)置于上述噴嘴組211～248的下方。然后，將高壓電源(相當(dāng)于高壓電源4)連接于上述聚乙烯制的撓性袋(相當(dāng)于紡絲原液貯存部1)，并且將噴嘴組配置成，上述噴嘴組211～248的前端從上向下朝著帶狀收集體的方向，且各列噴嘴組的配置方向與帶狀收集體的寬度方向(與移動(dòng)方向垂直的方向)一致。此外，將噴嘴組211～248的前端與帶狀收集體的收集表面的距離設(shè)為100mm。
其后，將上述噴嘴組211～248以及帶狀收集體配置于氯乙烯制長(zhǎng)方體紡絲容器(相當(dāng)于紡絲容器9)(寬800mm，高1300mm，縱深1800mm)的中央部。另外，在長(zhǎng)方體紡絲容器的內(nèi)側(cè)，將氯乙烯制的沖孔板(相當(dāng)于多孔性材料10a)與上壁面平行地配置于從上壁面起500mm的下方側(cè)的位置上，并將氯乙烯制的沖孔板(相當(dāng)于多孔性材料11a)與下壁面平行地配置于從下壁面起100mm的上方側(cè)的位置上。還有，將紙管作為卷取裝置(相當(dāng)于卷取裝置8)配置于帶狀收集體的移動(dòng)方向端部。該紙管從動(dòng)于帶狀收集體的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，從而能夠卷取纖維集合體。
然后，將具有溫濕度調(diào)節(jié)功能的鼓風(fēng)機(jī)[PAU-1400HDR、(株)アピステ、相當(dāng)于氣體供給裝置10]連接于長(zhǎng)方體紡絲容器的上壁面上，并且，將排氣扇(相當(dāng)于排氣裝置11)連接于長(zhǎng)方體紡絲容器的下壁面上。
(2)纖維集合體的制造與實(shí)施例1及實(shí)施例2同樣地將紡絲原液注入上述紡絲原液貯存部，使用前述微型泵向噴嘴組211～248供給紡絲原液，一邊使噴嘴組211～248以20mm/sec.的速度沿與帶狀收集體的寬度方向相同的方向往復(fù)移動(dòng)(剖面寬度40mm)，一邊由各噴嘴噴吐紡絲原液(每個(gè)噴嘴的噴吐量1g/小時(shí))，另外，一邊使上述帶狀收集體以一定速度(表面速度5cm/分)移動(dòng)，一邊由上述高壓電源向紡絲原液外加17kV電壓，使所噴吐的紡絲原液受到電場(chǎng)作用而纖維化，并使其聚集在前述帶狀收集體上，從而制造出由平均纖維直徑為0.43μm的連續(xù)纖維構(gòu)成的纖維集合體。另外，當(dāng)制造纖維集合體時(shí)，由氣體供給裝置(相當(dāng)于氣體供給裝置10)以5m3/分供給溫度25℃、相對(duì)濕度25％的調(diào)濕空氣，并且用排氣扇(相當(dāng)于排氣扇11)將從排氣口11涌出的氣體排出。
該纖維集合體在收集體的流動(dòng)方向上產(chǎn)生了許多筋條，質(zhì)地較差。這可以考慮是由往復(fù)移動(dòng)中的噴嘴組的暫時(shí)停止造成的。
比較例2(1)制造裝置的準(zhǔn)備以間距30mm將10個(gè)噴嘴的組21～210(內(nèi)徑分別為0.4mm的不銹鋼制針狀噴嘴)沿一條直線分別固定于不銹鋼管，將該不銹鋼管配置成，其長(zhǎng)度方向成為與設(shè)置于下方的帶狀收集體(相當(dāng)于收集體5)(寬500mm)的移動(dòng)方向平行的方向(與寬度方向垂直的方向)。還有，連接在電動(dòng)致動(dòng)器上，以便能夠在收集體的寬度方向上往復(fù)移動(dòng)。
其次，在聚乙烯制的撓性袋(相當(dāng)于紡絲原液貯存部1)上連接微型泵(マイクロポンプ公司制微型泵FC-513；泵壓頭188，1rpm＝0.017mL的類型；控制部＝株式會(huì)社中央理化制造)(相當(dāng)于供給噴吐機(jī)構(gòu)3)，并且，將聚全氟代烷氧基樹(shù)脂制供給管(相當(dāng)于供給管1a)與固定有噴嘴組21～210的不銹鋼管連接，從而可將紡絲原液向噴嘴組21～210供給。
接著，與圖1及圖2所示的裝置同樣地將由涂覆有導(dǎo)電性硅酮橡膠的鋼帶構(gòu)成的帶狀收集體(寬500mm)接地，并設(shè)置于噴嘴組21～210的下方。并且，將高壓電源(相當(dāng)于高壓電源4)連接于前述聚乙烯制的撓性袋(相當(dāng)于紡絲原液貯存部1)，并且將噴嘴組配置成，上述噴嘴組21～210的前端從上向下朝著帶狀收集體的方向，且噴嘴組21～210的配置方向與帶狀收集體5的移動(dòng)方向平行。此外，將噴嘴組21～210的前端與帶狀收集體的收集表面的距離設(shè)為100mm。
其后，將上述噴嘴組21～210以及帶狀收集體配置于氯乙烯制長(zhǎng)方體紡絲容器(相當(dāng)于紡絲容器9)(寬800mm，高1300mm，縱深1800mm)的中央部。另外，在長(zhǎng)方體紡絲容器9的內(nèi)側(cè)，將氯乙烯制的沖孔板(相當(dāng)于多孔性材料10a)與上壁面平行地配置于從上壁面起500mm的下方側(cè)的位置上，并將氯乙烯制的沖孔板(相當(dāng)于多孔性材料11a)與下壁面平行地配置于從下壁面起100mm的上方側(cè)的位置上。還有，將紙管作為卷取裝置(相當(dāng)于卷取裝置8)配置于帶狀收集體的移動(dòng)方向端部。該紙管從動(dòng)于帶狀收集體的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，從而能夠卷取纖維集合體。
并且，將具有濕度調(diào)節(jié)功能的鼓風(fēng)機(jī)[PAU-1400HDR、(株)アピステ、相當(dāng)于氣體供給裝置10]連接于長(zhǎng)方體紡絲容器的上壁面上，進(jìn)而，將排氣扇(相當(dāng)于排氣裝置11)連接于長(zhǎng)方體紡絲容器的下壁面上。
(2)纖維集合體的制造與實(shí)施例1及實(shí)施例2同樣地將紡絲原液注入上述紡絲原液貯存部，使用前述微型泵向噴嘴組21～210供給紡絲原液，并一邊使噴嘴組21～210以300mm/sec的速度沿與帶狀收集體的寬度方向相同的方向往復(fù)移動(dòng)(往復(fù)寬度330mm)，一邊由各噴嘴噴吐紡絲原液(每個(gè)噴嘴的噴吐量2g/小時(shí))，并且，一邊使上述帶狀收集體以一定速度(表面速度0.8cm/分)移動(dòng)，一邊由上述高壓電源向紡絲原液外加15kV電壓，使所噴吐的紡絲原液受到電場(chǎng)作用而纖維化，且聚集于上述帶狀收集體上，從而制造出由平均纖維直徑為0.43μm的連續(xù)纖維構(gòu)成的纖維集合體。另外，當(dāng)制造纖維集合體時(shí)，由氣體供給裝置(相當(dāng)于氣體供給裝置10)以5m3/分供給溫度25℃、相對(duì)濕度25％的調(diào)濕空氣，并且用排氣扇(相當(dāng)于排氣扇11)將從排氣口涌出的氣體排出。
對(duì)纖維集合體的評(píng)價(jià)(1)長(zhǎng)方形狀樣品的制造對(duì)于在實(shí)施例1及實(shí)施例2中所制造的纖維集合體，將從第1鏈輪6a的中心起的外側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6z)、以及從第2鏈輪6b中心起的外側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6y)作為耳部而除去，并將第1鏈輪6a中心和第2鏈輪6b中心之間的區(qū)域(相當(dāng)于圖1中的區(qū)域6x)作為實(shí)施例1及實(shí)施例2的纖維集合體。對(duì)于比較例1中所制造的纖維集合體，將從兩端至40mm處的區(qū)域除去；對(duì)于比較例2中所制造的纖維集合體，將從兩端至40m處的區(qū)域除去，分別作為比較例1以及比較例2的纖維集合體。
其次，對(duì)于各纖維集合體，在寬度方向上選取多個(gè)長(zhǎng)方形狀的樣品。具體的是，1個(gè)長(zhǎng)方形狀的樣品切為下述長(zhǎng)方形在收集體的前進(jìn)方向上為5cm，在收集體的寬度方向上為2cm，從各纖維集合體的一側(cè)端部起至另一側(cè)端部為止，選取多個(gè)長(zhǎng)方形狀的樣品。
(2)變動(dòng)系數(shù)的測(cè)定測(cè)定各長(zhǎng)方形狀樣品的重量(＝纖維重量)，換算成各長(zhǎng)方形狀樣品的1m2內(nèi)的重量，即目付(日本織物單位面積重量)。并且，依據(jù)各長(zhǎng)方形狀樣品的目付算出各纖維集合體的變動(dòng)系數(shù)(CV值)。其結(jié)果如表1所示。
(3)結(jié)果表1

從表1的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明的制造方法以及制造裝置，可制造出變動(dòng)系數(shù)小、在寬度方向上纖維量均勻、纖維量無(wú)離散的纖維集合體。
權(quán)利要求
1.一種纖維集合體的制造方法，包括供給噴吐工序，通過(guò)供給管從紡絲原液貯存部將紡絲原液向紡絲原液噴吐部供給，并從紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液；纖維集聚工序，對(duì)前述噴吐出的紡絲原液作用電場(chǎng)而使其延伸并纖維化，并使得到的纖維直接集聚在收集體的收集表面上，一邊使上述收集表面沿一定方向移動(dòng)，一邊形成纖維集合體；其特征在于在沿著可環(huán)繞一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)狀軌道運(yùn)動(dòng)的支承體上載持上述紡絲原液噴吐部，在上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與上述收集表面的寬度方向一致的狀態(tài)下，一邊使上述支承體以一定速度環(huán)繞，一邊從上述紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維集合體的制造方法，其特征在于上述支承體備有2處以上的紡絲原液噴吐部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維集合體的制造方法，其特征在于在將導(dǎo)電性材料配置于供給管內(nèi)的局部或全部上的狀態(tài)下實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維集合體的制造方法，其特征在于一邊向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維集合體的制造方法，其特征在于一邊從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)，一邊實(shí)施供給噴吐工序以及纖維集聚工序。
6.一種纖維集合體的制造裝置，其特征在于，備有紡絲原液貯存部，其可貯存紡絲原液；紡絲原液噴吐部，其可噴吐紡絲原液；供給管，其連結(jié)上述紡絲原液貯存部與上述紡絲原液噴吐部；供給噴吐機(jī)構(gòu)，其可從上述紡絲原液貯存部將紡絲原液向上述紡絲原液噴吐部供給，并使上述紡絲原液從上述紡絲原液噴吐部噴吐出；電壓外加機(jī)構(gòu)，其可對(duì)由上述供給噴吐機(jī)構(gòu)噴吐的紡絲原液作用電場(chǎng)而使其延伸并纖維化；收集體，其具有直接集聚纖維化的纖維的收集表面，可一邊使上述收集表面沿一定方向移動(dòng)一邊形成纖維集合體；支承體，其能夠沿著可環(huán)繞一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)狀軌道運(yùn)動(dòng)，并載持上述紡絲原液噴吐部使其可沿著該環(huán)狀軌道移動(dòng)，上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與上述收集表面的寬度方向一致；以及，移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可使上述支承體以一定速度沿著環(huán)狀軌道環(huán)繞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維集合體的制造裝置，其特征在于上述支承體備有2處以上的紡絲原液噴吐部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維集合體的制造裝置，其特征在于在供給管內(nèi)的局部或全部上配置有導(dǎo)電性材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維集合體的制造裝置，其特征在于備有氣體供給機(jī)構(gòu)，其可向紡絲原液噴吐部周邊供給希望相對(duì)濕度的氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維集合體的制造裝置，其特征在于備有電場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其可從上述支承體的環(huán)狀軌道的外側(cè)作用電場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種纖維集合體的制造方法，包括供給噴吐工序，通過(guò)供給管從紡絲原液貯存部將紡絲原液向紡絲原液噴吐部供給，并自紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液；纖維集聚工序，對(duì)前述噴吐出的紡絲原液作用電場(chǎng)而使其延伸并纖維化，并使得到的纖維直接集聚在收集體的收集表面上，一邊使上述收集表面沿一定方向移動(dòng)，一邊形成纖維集合體；其特征在于在沿著可環(huán)繞一對(duì)旋轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)狀軌道運(yùn)動(dòng)的支承體上載持上述紡絲原液噴吐部，在上述環(huán)狀軌道的直線運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與上述收集表面的寬度方向一致的狀態(tài)下，一邊使上述支承體以一定速度環(huán)繞，一邊從上述紡絲原液噴吐部噴吐紡絲原液。
文檔編號(hào)D04H3/05GK1749450SQ20051010409
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者天笠隆明, 小島幸夫, 川部雅章 申請(qǐng)人:日本韋琳株式會(huì)社