CN110959052B - 无纺布制造方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制长尺寸的无纺布的侧部变薄且抑制制造装置的大型化的无纺布制造方法及装置。无纺布制造装置(10、80)通过在捕集材料(43)与喷嘴(31a~31e)之间施加有电压的状态下使溶液(23)从喷嘴(31a~31e)排出而制造无纺布(11)。喷嘴(31a~31e)在捕集材料(43)及充电带(37)的宽度方向上并排排列。在比喷嘴(31a、31e)更靠外侧,以与这些喷嘴(31a、31e)的前端(31D)隔开间隔的状态设置有延设构件(71、81)。延设构件(71、81)带有与喷嘴(31a、31e)相同极性的电,并且使朝向捕集材料(43)的溶液(23)靠近宽度方向上的内侧。

Description

无纺布制造方法及装置
技术领域
本发明涉及一种无纺布制造方法及装置。
背景技术
例如有由具有几纳米以上且小于1000nm的纳米级直径的所谓纳米纤维形成的无纺布。作为由纳米纤维形成的无纺布的制造方法,有利用了电场纺丝法(也有时称作静电纺丝法或电沉积法)的方法。该方法是使用具有出液部、收集器及电源(以下,称作第1电源)的电场纺丝装置进行的,由第1电源在出液部与收集器之间施加电压,由此,例如使出液部带正电,使收集器带负电。在施加有电压的状态下,使纳米纤维的原材料(以下,称作纳米纤维材)溶解于溶剂中的溶液从出液部的开口排出。从出液部排出的溶液在被诱导于收集器的期间形成纳米纤维,该纳米纤维作为无纺布而被捕集到收集器上。
专利文献1中记载有如下技术:在出液部与收集器之间设置控制电场的空间电场控制部,由此,任意地改变由纳米纤维形成的例如无纺布等构造体的图案和/或形状。空间电场控制部例如具备:第2电源,根据电位差而改变空间电场,与对出液部及收集器施加电压的前述第1电源不同;及空间电场控制用电极,控制空间电场。空间电场控制用电极通过从第2电源被施加受控电压而控制朝向收集器的纳米纤维的飞行方向等。
然而,存在将由纳米纤维形成的无纺布制造成长尺寸的要求。其理由为:通过制造成长尺寸,例如仅通过切割便可得到各种尺寸的片状无纺布,因此用途扩大。关于该点,在专利文献2中记载有如下技术:使长尺寸的收集器沿长边方向移动,使溶液从出液部的多个开口的每个开口排出,由此,将无纺布制造成长尺寸。多个开口在收集器的长边方向上排列形成。该专利文献2中,具备在多个开口的排列方向上延伸的电极,通过该电极,相对于虚拟地连结开口与收集器的直线的长度即出液部与收集器的距离,延长从出液部排出的溶液的飞行路径。由此,提高来自溶液的溶剂的挥发量。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-024292号公报
专利文献2:日本特开2011-208340号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,根据专利文献2中所记载的技术,即使纳米纤维均匀,也难以控制纳米纤维在收集器上的捕集区域,且难以均衡捕集区域内的捕集量。因此,关于所得到的长尺寸的无纺布的厚度,宽度方向上的侧部比中央部容易变薄。并且,在专利文献2中所记载的技术中,出液部的多个开口在收集器的长边方向上排列,因此在所得到的无纺布的宽度上有限。关于该点,为了将无纺布制造得更宽,在专利文献2中考虑到在收集器的宽度方向上并排排列形成多个开口。然而,即使如此在收集器的宽度方向上并排排列形成多个开口的情况下,同样也导致宽度方向上的侧部变得比中央部薄。如此在侧部比中央部薄的情况下,当从收集器剥离无纺布时,导致侧部作为收集器上的剥离残渣而残留。
关于该点,在专利文献1中所记载的技术中,通过控制空间电场而控制朝向收集器的纳米纤维的飞行方向,对上述捕集区域的控制中有一定的效果。然而,控制空间电场的第2电源必须施加高电压,导致制造装置成为大型化。
于是,本发明的目的在于提供一种抑制长尺寸的无纺布的侧部变薄,并抑制制造装置的大型化的无纺布制造方法及装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的无纺布制造方法具有出液工序和捕集工序,在收集器与多个喷嘴之间施加有电压的状态下,从多个喷嘴各自朝向收集器排出纳米纤维材料溶解于溶剂中的溶液,由此,制造由纳米纤维形成的无纺布。在出液工序中,从多个喷嘴各自的前端排出上述溶液,前述多个喷嘴在沿长边方向移动的长尺寸的收集器的宽度方向上并排排列。在捕集工序中,将从喷嘴排出的溶液作为无纺布而捕集到收集器。通过延设构件而使朝向收集器的溶液的上述宽度方向上的端缘靠近收集器的宽度方向上的内侧。延设构件在比多个喷嘴中的上述宽度方向上的最外侧的最外侧喷嘴更靠外侧,以与最外侧喷嘴的前端隔开间隔的状态而被设置,并朝向收集器延伸设置。延设构件带有与多个喷嘴相同极性的电。通过将喷嘴和延设构件进行电连接,或者将喷嘴和延设构件并联连接于施加电压的电源,使得延设构件带有与多个喷嘴相同极性的电。
优选为收集器的上述宽度方向上的延设构件的内侧表面随着从最外侧喷嘴朝向收集器而逐渐靠近收集器的宽度方向上的中央。
优选为延设构件与最外侧喷嘴前端的距离为5mm以上。
优选为延设构件由丙烯酸类树脂或氟树脂形成。
优选为纳米纤维材料为三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、羧甲基乙基纤维素中的至少任一种。
本发明的无纺布制造装置具备长尺寸的收集器、多个喷嘴、电源及延设构件,在收集器与多个喷嘴之间施加有电压的状态下,从多个喷嘴各自的前端朝向收集器排出纳米纤维材料溶解于溶剂中的溶液,由此,制造由纳米纤维形成的无纺布。收集器沿长边方向移动。多个喷嘴在收集器的宽度方向上并排排列。电源在喷嘴与收集器之间施加电压。延设构件在比多个喷嘴中的宽度方向上的最外侧的最外侧喷嘴更靠外侧,以与最外侧喷嘴隔开间隔的状态而被设置,并朝向收集器延伸设置。延设构件带有与多个喷嘴相同极性的电。延设构件与喷嘴电连接,或者与喷嘴并联连接于电源,由此带有与多个喷嘴相同极性的电。
优选为收集器的上述宽度方向上的延设构件的内侧表面随着从最外侧喷嘴朝向收集器而逐渐靠近收集器的上述宽度方向上的中央。
发明效果
根据本发明,能够制造抑制制造装置的大型化且抑制侧部变薄的长尺寸的无纺布。
附图说明
图1是无纺布制造设备的概略图。
图2是无纺布制造装置的概略图。
图3是无纺布制造设备的概略图。
图4是无纺布制造装置的概略图。
具体实施方式
图1是本发明的实施方式的一例即无纺布制造装置10的概略图。无纺布制造装置10用于制造无纺布11。无纺布11例如能够用作接擦拭布、滤布或伤口等接触的医疗用无纺布(称作铺巾)等。
无纺布11由纳米纤维12形成,纳米纤维12通过电场纺丝法而形成。纳米纤维12的直径在50nm以上且2000nm以下的范围内,本实施方式中大概为400nm。
无纺布制造装置10通过配管22而与溶液准备部21连接。溶液准备部21用于准备形成纳米纤维12的溶液23。溶液准备部21通过将构成纳米纤维12的纳米纤维材料25溶解于纳米纤维材料的溶剂26中而制备(准备)溶液23。通过溶液准备部21而准备的溶液23穿过配管22被引导至无纺布制造装置10。溶液23对无纺布制造装置10的供给是通过设置于配管22的泵27而进行的。
无纺布制造装置10通过电场纺丝法而形成纳米纤维,由该纳米纤维制造无纺布。无纺布制造装置10具备排出溶液23的出液部30。出液部30如后述般具有5个喷嘴31a~31e(参照图2),图1中仅图示出1个喷嘴31a。以下说明中,在不区分喷嘴31a~31e的情况下记载为喷嘴31。前述溶液准备部21连接于无纺布制造装置10的喷嘴31的一端(以下,称作基端)31P,由此,溶液23被供给到喷嘴31。喷嘴31的另一端(以下,称作前端)31D形成有排出溶液23的开口(未图示),溶液23从该开口排出。
无纺布制造装置10还具备捕集部32、电源33及延设构件71。捕集部32具有充电带37、旋转部38、供给部41及卷取部42。电源33对出液部30的喷嘴31和捕集部32的充电带37施加电压,由此,使喷嘴31充电为第1极性,使充电带37充电为与第1极性相反极性的第2极性。溶液23因在已充电的喷嘴31内部通过而充电为第1极性,以带电的状态从喷嘴31排出(出液工序)。
充电带37用于诱引从喷嘴31排出的溶液23,且将所形成的纳米纤维12作为无纺布11而捕集。该例中,充电带37将纳米纤维12捕集到从供给部41供给的长尺寸的捕集材料43上,从而捕集材料43与充电带37联动而作为收集器发挥功能。充电带37设为由金属制帯状物呈环状形成的循环带。充电带37只要由通过被电源33施加电压而充电的原材料形成即可,例如设为不锈钢制。捕集材料43在本实施方式中设为帯状铝片,然而,若为经由充电带37而充电为第2极性、且不阻碍由充电带37诱引溶液23,则原材料不受限定。
在本实施方式中,使喷嘴31带正电(+),使充电带37带负电(-),然而,喷嘴31与充电带37的极性可以相反。通过这些帯电,在喷嘴31的前端31D形成由溶液23构成的大致圆锥状的泰勒锥(未图示),溶液23从该泰勒锥作为纺丝喷射流而朝向充电带37,并成为纳米纤维12。纳米纤维12在捕集材料43上形成无纺布。
喷嘴31与捕集材料43的距离L1根据纳米纤维材料25和溶剂26的种类、以及溶液23中的溶剂26的质量比等而适当的值不同,优选为在100mm以上且300mm以下的范围内,本实施方式中设为150mm。
旋转部38由一对辊46、47和马达48等构成。充电带37水平地挂绕于一对辊46、47上。一个辊46的轴上连接有配置于纺丝室51的外部的马达48,使辊46以规定速度进行旋转。通过该旋转,充电带37以在辊46与辊47之间循环的方式沿长边方向移动。在本实施方式中,充电带37的移动速度设为10cm/小时,但并不限定于此。
供给部41具有输出轴41a。输出轴41a上设置有捕集材料辊52。捕集材料辊52成为捕集材料43卷取于卷芯53上的构成。卷取部42具有卷取轴56。卷取轴56通过马达(未图示)而旋转,由此,捕集材料43在长边方向上移动,在设置于卷取轴56的卷芯57上被卷取形成有无纺布11的状态的捕集材料43。朝向移动的捕集材料43,从喷嘴31连续排出溶液23,由此,纳米纤维12被捕集到捕集材料43上,连续制造出无纺布11(捕集工序)。通过连续制造而得到的长尺寸的无纺布11从捕集材料43被剥除,并切割成对应于用途的尺寸及形状而供使用。
该例中,卷取轴56的旋转与辊46的旋转的速度相等,通过卷取轴56的旋转而使捕集材料43移动,但捕集材料43也可载置于充电带37上,并通过充电带37的移动而移动。
也可不使用捕集材料43,而直接将纳米纤维12捕集到充电带37上。此时,充电带37作为收集器而发挥功能。然而,有时根据形成充电带37的原材料或充电带37的表面状态等,导致无纺布11粘附以及不易剥离。因此,如本实施方式般,优选为将无纺布11不易粘附的捕集材料43引导至充电带37上,并将纳米纤维12捕集到该捕集材料43上。
出液部30具备喷嘴31、导通构件61及容器62。喷嘴31在容器62内,以使前端31D朝上的姿势而被设置。即,喷嘴31设为将排出溶液23的前端31D朝向配置于喷嘴31上方的充电带37的状态。
容器62容纳将纳米纤维材料25进行溶解的溶剂63。该溶剂63为液体。由于溶剂63进行气化,因此前端31D配置于以气体的状态包含溶剂63的环境下。以下,将该气体状态的溶剂称作溶剂气体66。另外,本例中喷嘴31以贯通容器62的底部的状态而被安装,但关于将喷嘴31安装于容器62的方法并不限定于此。例如也可使喷嘴31的基端31P连接于贯通容器62的底部的软管(未图示),由此,经由软管而将喷嘴31安装于容器62。另外,溶剂63溶解纳米纤维材料25即可。作为溶剂63,例如可举出与溶剂26相同的溶剂。
喷嘴31的前端31D朝上,因此即使溶液23在前端31D凝固的情况下,该凝固物也不会落到集积于充电带37上的纳米纤维12。并且,前端31D配置于包含溶剂63的环境下,由此,可抑制上述凝固物附着于前端31D,并可抑制前端31D堵塞。这些结果,收率良好且高效地可制造纳米纤维12。
容器62上连接有引导从泵27输送的溶剂63的配管22。容器62中设置有检测溶剂63的液面63s的水平的液位传感器67,根据液位传感器67的检测信号而控制溶剂63对容器62的注入量,并调节液面63s的高度。液面63s的高度比配置于容器62的喷嘴31的前端31D的高度低。即,喷嘴31在容器62内以使前端31D从液面63s突出的状态而被设置。由此,通过溶剂气体66,前端31D被置于包含溶剂63的环境下,更可靠地防止前端31D的堵塞。
前端31D自液面63s的距离优选为在2mm以上且15mm以下的范围内,在实施方式中设为5mm。由于距离为2mm以上,因此与小于2mm的情况相比,液体溶剂63不会逐渐上升到喷嘴31的前端31D,因此更稳定地进行纺丝,由于距离为5mm以下,因此与大于15mm的情况相比,在溶剂气体浓度高的环境下溶液23从喷嘴31排出,因此更稳定地进行纺丝。
并且,容器62中设置有检测溶剂63的温度的温度传感器68,根据该温度传感器68的检测信号,由温度调节部(未图示)来调节溶剂63的温度。溶剂63的温度比溶剂63的沸点低5℃以上,即,优选为比溶剂63的沸点至少低5℃,在本实施方式中设为低5℃。另外,容器62及溶剂63未必一定要使用。
导通构件61配置于容器62的下方。导通构件61在向容器62的下方突出的喷嘴31的基端31P侧电连接。电源33与导通构件61连接,并经由导通构件61而对喷嘴31施加电压。另外,对喷嘴31的电压的施加方法并不限定于此。例如可以通过在喷嘴31上连接电源33而对喷嘴31施加电压。所施加的电压优选为2kV以上且40kV以下,在将纳米纤维12较细形成的观点上,优选为电压在该范围内尽可能高。在本实施方式中,所施加的电压设为30kV。
该例中,以使前端31D朝上的姿势设置喷嘴31,在喷嘴31的上方配置充电带37,然而,喷嘴31的姿势和喷嘴31与充电带37的位置关系并不限定于该方式。例如可以以使前端31D朝下的姿势设置喷嘴31,且在喷嘴31的下方配置充电带37,该情况下,不使用容器62及溶剂63。
在出液部30与充电带37上的捕集材料43的搬送路之间,设置有从喷嘴31侧朝向捕集材料43及充电带37延伸设置的延设构件71。延设构件71是沿充电带37及捕集材料43的长边方向配置的板状构件。延设构件71相对于充电带37的喷嘴31侧的带表面及充电带37上的捕集材料43以直立的姿势而被设置。延设构件71与喷嘴31并联连接于电源33。关于延设构件71的详细内容,使用另一附图在后面叙述。
前述纺丝室51例如容纳有出液部30和捕集部32的一部分和延设构件71等。在纺丝室51内,下部配置有喷嘴31和容器62,上部配置有捕集部32。纺丝室51通过以能够密闭的方式构成而防止溶剂气体等向外部泄漏。溶剂气体是溶液23的溶剂26气化的气体。
如图2所示,喷嘴31a~31e在充电带37的宽度方向上彼此保持间隔而分离的状态排列。另外,捕集材料43的宽度方向与充电带37的宽度方向一致,因此以下说明中,将这些统一简称为“宽度方向”。另外,“在宽度方向上并排排列”是指在具有宽度方向的成分而配置的情况下,在充电带37及捕集材料43的长边方向上配置于稍微偏离的位置。在本实施方式中,在喷嘴31a~31e全部在长边方向上位于50mm范围内的情况下,容许在宽度方向上并排排列的方式。在宽度方向上依次排列的喷嘴31a~31e中,将在宽度方向上配置于最外侧的喷嘴称作最外侧喷嘴。该例的最外侧喷嘴为喷嘴31a和喷嘴31e。
该例中将喷嘴31的数量设为5个,然而,喷嘴31的数量并不限定于5个,只要是2个以上即可。并且,该例中在宽度方向上并排排列多个喷嘴31,由此,在宽度方向上并排排列有排出溶液23的开口,但也可使用以在宽度方向上并排排列多个开口的方式形成的一体型出液构件来代替多个喷嘴31。
将前端31D的开口彼此的距离设为L2时距离L2为1mm以上,由此,与距离小于1mm的情况相比,通过抑制喷嘴31之间的放电而更稳定地进行纺丝,由于距离L2为20mm以下,因此与大于20mm的情况相比,能够使装置进一步小型化。距离L2更优选为在3mm以上且10mm以下的范围内,在本实施方式中设为5mm。另外,开口彼此的距离L2为相邻的开口的中心间距离。
关于喷嘴31相对于液面63s的角度θ进行说明。在此,将喷嘴31的长边方向设为水平时的θ设为0°,将设为垂直朝上时的θ设为90°。喷嘴31朝上,因此0°<θ≤90°。该角度θ越接近90°,为了使从喷嘴31排出的溶液23向充电带37移动而所需电压变得越小。施加于喷嘴31的电压越小,前端31D上的溶剂26的气化越得到抑制,且喷嘴31的堵塞进一步得到抑制。因此,角度θ优选为在45°以上且90°以下的范围内,在本实施方式中,将角度θ设为90°。
多个喷嘴31a~31e的前端31D更优选为相同的朝向。由此,可得到单位面积质量更均匀即厚度更均匀的无纺布11。单位面积质量是指无纺布的每单位面积的质量。
延设构件71用于使从最外侧喷嘴排出的溶液所形成的纳米纤维12被捕集到捕集材料43的位置靠近宽度方向上的内侧。如前所述,延设构件71与喷嘴31并联连接于电源33,因此宽度方向内侧的表面71s带有与喷嘴31a相同极性的第1极性。在本实施方式中,使喷嘴31带正电(+),因此延设构件71的极性也正(+)。在使喷嘴带负电(-)的情况下,延设构件71的极性成为负(-)。如前所述,延设构件71形成为板状,然而,并不限定于板状,例如也可形成为块状。即使在形成为块状的情况下,只要宽度方向内侧的表面71s带有与喷嘴31a相同极性的电即可。一个延设构件71配置于比一对最外侧喷嘴中的一个喷嘴31a更靠宽度方向外侧,并以与喷嘴31a保持间隔而分离的状态而被设置。在一对最外侧喷嘴中的另一个喷嘴31e侧,同样也设置有延设构件71,该延设构件71也同样与喷嘴31并联连接于电源33,因此宽度方向内侧的表面71s带有与喷嘴31e相同极性的第1极性。
延设构件71以与喷嘴31a及喷嘴31e的各前端31D分离的状态而被设置,因此可防止电荷从喷嘴31a及喷嘴31e向延设构件71移动。因此,充电的延设构件71的表面71s和喷嘴31维持极性,并从喷嘴31a及喷嘴31e稳定地排出溶液23。在延设构件71中,表面71s带有与喷嘴31a及喷嘴31e相同极性的电,因此从喷嘴31a和喷嘴31e的各自的前端31D的开口排出的溶液23均成为相同极性,因此从喷嘴31a及喷嘴31e分别朝向捕集材料43的溶液23因与表面71s电排斥而靠近宽度方向内侧。其结果,与不设置延设构件71的情况相比,所形成的纳米纤维12被捕集到捕集材料43的位置更靠近宽度方向内侧。从而,在无纺布11中,关于主要由从喷嘴31a及喷嘴31e排出的溶液23形成的两侧部,可抑制厚度变薄,且在后续工序中从捕集材料43剥除时可抑制剥离残渣。
延设构件71可由绝缘材料形成,或者可由导电材料形成。在本实施方式中,将体积电阻率为107Ω·cm以上的材料视为绝缘材料,将体积电阻率为104Ω·cm以下的材料视为导电材料。在本实施方式中,通过日本工业标准JIS K6911的双环电极法进行测定而求出体积电阻率。
作为延设构件71由绝缘材料形成的情况的绝缘材料,从可靠地带有与喷嘴31相同极性的电的观点上,优选为例如丙烯酸类树脂或氟树脂。另外,优选为绝缘材料从对溶剂26具有耐性质原材料中进行选定。
在本实施方式中使用与喷嘴31共同的电源,因此可抑制装置的大型化。并且,延设构件71只要具有仅使从多个喷嘴31a~31e中的喷嘴31a和喷嘴31e排出的溶液23靠近宽度方向内侧的帯电量即可,因此无需使用不同于电源33的其他电源,足以通过与喷嘴31的并联连接而施加电压。
喷嘴31a或喷嘴31e的前端31D与延设构件71的距离L3至少为5mm,即,优选为5mm以上,更优选为在5mm以上且50mm以下的范围内,进一步优选为在10mm以上且40mm以下的范围内,尤其优选为在15mm以上且30mm以下的范围内。
延设构件71只要从喷嘴31侧朝向充电带37及捕集材料43延伸即可。即,延伸方向具有图2中的铅垂方向的成分即可。例如延设构件71可向图2中的铅垂方向延伸,如图2所示本例般,可向相对于铅垂方向交叉的方向延伸。该例中延设构件71设置成表面71s随着从喷嘴31a及喷嘴31e的前端31D朝向充电带37及捕集材料43而靠近宽度方向上的中央的状态。即,一对延设构件71越趋向充电带37及捕集材料43,彼此的距离越减小。由此,纳米纤维12被捕集到捕集材料43的位置更可靠地靠近宽度方向内侧。
延设构件71优选为以不会接触到进行移动的充电带37及捕集材料43的程度而延伸至尽可能接近的位置。即,延设构件71与捕集材料43的距离L4优选为以不会接触到进行移动的捕集材料43的程度而设定为尽可能较小。另外,延设构件71用于使由来自喷嘴31a及喷嘴31e的溶液形成的纳米纤维12被捕集的位置靠近宽度方向内侧,因此优选为配置成表面71s的捕集材料43侧的端部位于比捕集材料43的侧缘更靠近宽度方向内侧的状态。
纳米纤维材料25优选为聚合物,纤维素酰化物、硝酸纤维素、乙基纤维素及羧甲基乙基纤维素中的任一个。作为纤维素酰化物,更优选为三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素及乙酸丙酸纤维素。
作为溶剂26,可举出甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、己烷、环己烷、二氯甲烷、氯彷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙基醚、二噁烷、四氢呋喃、1-甲氧基-2-丙醇等。这些根据纳米纤维材料25的种类可单独使用,也可混合使用。其中更优选为二氯甲烷(沸点为40℃),在本实施方式中,作为溶剂26而使用二氯甲烷。
图3所示的无纺布制造装置80具备延设构件81来代替无纺布制造装置10的延设构件71。电源33仅连接于辊47和导通构件61。该例也与前述例同样地,以使导通构件61带正电(+)、使辊47带负电(-)的状态而施加电压,由此,喷嘴31的极性为正(+),充电带37及捕集材料43的极性为负(-)。然而,也可以使导通构件61带负电(-)、使辊47带正电(+)的状态而施加电压。如图4所示,一对延设构件81分别形成为呈L字状折弯的板状,以喷嘴31a侧及喷嘴31e侧的一端接触到导通构件61的状态而配置。由此,延设构件81与喷嘴31a及喷嘴31e电连接,因此在延设构件81中,宽度方向上的内侧的表面81s带有与喷嘴31a及喷嘴31e相同极性的电。另外,延设构件为了带有与喷嘴31a及喷嘴31e相同极性的电,只要与喷嘴31a及喷嘴31e电连接即可,因此并不限定于如本例的L字状。例如即使为使用平坦的板状延设构件71,并通过导线等导电构件而将该延设构件71连接于导通构件61的方式,也与喷嘴31a及喷嘴31e电连接,因此优选。
延设构件81也与延设构件71同样地朝向充电带37及捕集材料43延伸,并以与喷嘴31a及喷嘴31e的前端31D分离的状态而配置。因此由来自喷嘴31a及喷嘴31e的溶液形成的纳米纤维12靠近宽度方向内侧,并被捕集到捕集材料43。并且,延设构件81也与延设构件71同样地设置成表面81s随着从喷嘴31a及喷嘴31e的前端31D朝向充电带37及捕集材料43而靠近宽度方向上的中央的状态。由此,纳米纤维12被捕集到捕集材料43中位置更可靠地靠近宽度方向内侧。
实施例
[实施例1]~[实施例10]
使用无纺布制造装置80制造长尺寸的无纺布11,并设为实施例1~10。如表1所示,实施例1~10中延设构件81的原材料和/或延设构件81与喷嘴31a及喷嘴31e的前端31D的距离L3彼此不同。纳米纤维材料25为三醋酸纤维素。作为溶剂26而使用了二氯甲烷。
作为延设构件81的原材料而使用了作为绝缘材料的丙烯酸类树脂的情况下,表1的“原材料”一栏中记载为“丙烯酸”,在使用了作为导电材料的SUS(不锈钢)的情况下记载为“SUS”。喷嘴31如前述带正电(+),因此延设构件81的表面81s的极性也成为正(+)。表1的“极性”一栏表示延设构件81的表面81s的极性。
各实施例中,通过以下评价方法及基准而评价了纺丝成纳米纤维12的纺丝稳定性和所得到的无纺布11中的侧部的厚度。各评价结果在表1中示出。
(1)纺丝稳定性
目视确认来自最外侧喷嘴即喷嘴31a和喷嘴31e的纺丝状态,并通过以下基准而进行了评价。A和B作为能够将无纺布11制造成更长尺寸的产品为合格等级,C为不合格。
A:能够连续纺丝的时间为5分钟以上
B:能够连续纺丝的时间为1分钟以上且小于5分钟
C:能够连续纺丝的时间小于1分钟
(2)侧部的厚度
从最外侧喷嘴即喷嘴31a的开口向捕集材料43引出垂线,关于从捕集材料43中的其垂线朝向侧缘侧直至10mm的位置为止的区域,求出无纺布11的单位面积质量X。该单位面积质量X通过用电子秤测定1cm×1cm的样品重量而求出。并且,从喷嘴31a、31e的各开口向捕集材料43引出垂线,在捕集材料43中的其垂线之间被包围的区域中的5个部位的每个部位,通过以1cm×1cm的大小进行采样而得到5个样品。用电子秤测定这些各样品的重量,求出单位面积质量的平均值Y。然后,求出用(X/Y)×100算出的单位面积质量比例(单位为%),将该单位面积质量比例作为侧部的厚度进行了评价。A和B为合格,C不合格。
A:单位面积质量比例为90%以上
B:单位面积质量比例为80%以上且小于90%
C:单位面积质量比例小于80%
[表1]
Figure BDA0002378567310000131
[比较例1]~[比较例3]
从无纺布制造装置80取出延设构件81,由此,不使用延设构件81而制造无纺布,将该情况设为比较例1。比较例1的其他条件与实施例相同。比较例1中所使用的无纺布制造装置中没有延设构件81,因此表1的“延设构件”一栏的“原材料”、“极性”及“距离L3”的各栏均设为空栏。并且,将无纺布制造装置80的延设构件81替换为延设构件70,并设为比较例2、3。比较例2、3中的延设构件70未与喷嘴31并联连接于电源33,而接触到喷嘴31a及喷嘴31e的前端31D,由此带有与喷嘴31a及喷嘴31e相同极性的正电(+)。由于延设构件71与前端31D接触,因此距离L3如表1所示为0(零)mm。
各比较例中,通过与实施例相同的方法及基准而评价了纺丝稳定性和侧部的厚度。各评价结果在表1中示出。另外,在比较例2、3中,从喷嘴31a、31e未排出溶液23。
符号说明
10、80-无纺布制造装置,11-无纺布,12-纳米纤维,21-溶液准备部,22-配管,23-溶液,25-纳米纤维材料,26-溶剂,27-泵,30-出液部,31a~31e-喷嘴,31D-前端,31P-基端,32-捕集部,33-电源,37-充电带,38-旋转部,41-供给部,41a-输出轴,42-卷取部,43-捕集材料,46,47-辊,48-马达,51-纺丝室,52-捕集材料辊,53-卷芯,56-卷取轴,57-卷芯,61-导通构件,62-容器,63-溶剂,66-溶剂气体,67-液位传感器,68-温度传感器,71、81-延设构件,71s.81s-宽度方向上的内侧的表面,L1-喷嘴与捕集材料的距离,L2-开口彼此的距离,L3-最外侧喷嘴的前端与延设构件的距离,L4-延设构件与捕集材料的距离,θ-喷嘴的角度。

Claims (5)

1.一种无纺布制造方法,在收集器与多个喷嘴之间施加有电压的状态下,从所述多个喷嘴各自朝向所述收集器排出纳米纤维材料溶解于溶剂中的溶液,由此制造由纳米纤维形成的无纺布,
所述无纺布制造方法包括如下工序:
出液工序,从所述多个喷嘴各自的前端排出所述溶液,所述多个喷嘴在沿长边方向移动的长尺寸的所述收集器的宽度方向上并排排列;及
捕集工序,将从所述喷嘴排出的所述溶液作为所述无纺布而捕集到所述收集器,
通过延设构件使朝向所述收集器的所述溶液的所述宽度方向上的端缘靠近所述收集器的宽度方向上的内侧,所述延设构件在比所述多个喷嘴中的所述宽度方向上的最外侧的最外侧喷嘴更靠外侧,以与所述最外侧喷嘴的所述前端隔开间隔的状态而被设置,并朝向所述收集器延伸设置,并带有与所述多个喷嘴相同极性的电,
将所述喷嘴和所述延设构件进行电连接,或者将所述喷嘴和所述延设构件并联连接于施加所述电压的电源,由此使所述延设构件带有与所述多个喷嘴相同极性的电,
所述收集器的所述宽度方向上的所述延设构件的内侧表面随着从所述最外侧喷嘴朝向所述收集器而逐渐靠近所述收集器的所述宽度方向上的中央。
2.根据权利要求1所述的无纺布制造方法,其中,
所述延设构件与所述最外侧喷嘴前端之间的距离为5mm以上。
3.根据权利要求1所述的无纺布制造方法,其中,
所述延设构件由丙烯酸类树脂或氟树脂形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无纺布制造方法,其中,
所述纳米纤维材料为三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、羧甲基乙基纤维素中的至少任一种。
5.一种无纺布制造装置,其在收集器与多个喷嘴之间施加有电压的状态下,从所述多个喷嘴各自的前端朝向所述收集器排出纳米纤维材料溶解于溶剂中的溶液,由此制造由纳米纤维形成的无纺布,
所述无纺布制造装置具备:
长尺寸的所述收集器,其沿长边方向移动;
所述多个喷嘴,在所述收集器的宽度方向上并排排列;
电源,在所述喷嘴与所述收集器之间施加所述电压;及
延设构件,在比所述多个喷嘴中的所述宽度方向上的最外侧的最外侧喷嘴更靠外侧,以与所述最外侧喷嘴隔开间隔的状态而被设置,并朝向所述收集器延伸设置,并带有与所述多个喷嘴相同极性的电,
所述延设构件与所述喷嘴电连接,或者与所述喷嘴并联连接于所述电源,由此带有与所述多个喷嘴相同极性的电,
所述收集器的所述宽度方向上的所述延设构件的内侧表面随着从所述最外侧喷嘴朝向所述收集器而逐渐靠近所述收集器的所述宽度方向上的中央。
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