JP2008031610A - Method and apparatus for yarn doubling of polymer fibers - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は高分子ファイバの合糸方法と装置、詳しくは、電子紡糸方法によって作り出される帯電した高分子ファイバの合糸方法と装置に関するものである。 The present invention relates to a spinning method and apparatus for polymer fibers, and more particularly to a spinning method and apparatus for charged polymer fibers produced by an electrospinning method.
高分子の溶融物あるいは溶液を材料として紡糸するのに、機械的な押し出しに代る方法として、電荷誘導により紡糸する電荷誘導紡糸方法(エレクトロスピニング法)ないしは電子紡糸方法(例えば、特許文献1、2参照。)が既に知られている。電子紡糸方法では、ノズルに高分子溶液を供給して線状に流出する高分子溶液がノズルを通じ帯電され、高分子溶液の溶媒の蒸発に伴ない帯電電荷間の距離が小さくなって作用するクーロン力が大きくなり、そのクーロン力が線状の高分子溶液の表面張力に勝った時点で線状の高分子溶液が爆発的に延伸される現象が得られ、しかも、この静電爆発と称される現象が一次、二次、三次と繰り返されることで、サブミクロンの直径を持った高分子ファイバ、いわゆるナノ繊維が作り出される。 In order to spin a polymer melt or solution as a material, a charge-induced spinning method (electrospinning method) or an electrospinning method (for example, Patent Literature 1, 2) is already known. In the electrospinning method, a polymer solution is supplied to the nozzle and the polymer solution flowing out linearly is charged through the nozzle, and the distance between the charged charges is reduced as the solvent of the polymer solution evaporates. When the force increases and the Coulomb force overcomes the surface tension of the linear polymer solution, the phenomenon that the linear polymer solution is stretched explosively is obtained. This phenomenon is repeated as primary, secondary, and tertiary to create a polymer fiber having a submicron diameter, so-called nanofiber.
特許文献1は、バレルに貯蔵された高分子溶液をポンプにて帯電された多数のニードル状のノズルに供給し吐出させることで多量の高分子ファイバを作り出し、これをノズルと異なる極性に帯電されたコレクタの周回面にて回収し積層しながら搬送することで、直径数nm〜数千nmの高分子ファイバが3次元のネットワーク構造に積層した空隙率が非常に高い高多孔性の高分子ウエブを製造できる技術を開示しており、従来の実験的レベルから実用性レベルに高めている。 In Patent Document 1, a polymer solution stored in a barrel is supplied to and discharged from a number of needle-shaped nozzles charged by a pump to produce a large amount of polymer fiber, which is charged to a polarity different from that of the nozzle. A highly porous polymer web with a very high porosity in which polymer fibers with a diameter of several nanometers to several thousand nanometers are laminated in a three-dimensional network structure by collecting and transporting them on the circumference of the collector. The technology that can be manufactured is disclosed, and the practical level is increased from the conventional experimental level.
一方、特許文献2は、電子紡糸によるナノ繊維が従来ウエブとして製造され、人造皮革、フィルター、おむつ、生理用ナプキン、癒着紡糸剤、ワイピングクロス、人造血管、骨固定器具など多様に活用されているが、10MPa以上の力学物性を得るのが困難で広範囲な用途への利用に限界があること、このように製造されたナノ繊維のウエブを連続したフィラメントにして力学物性を高めようとすると、ウエブを一定長さに切断して短繊維を製造し、この短繊維から紡績糸を製造する別途の紡績工程を経なければならない問題があることを指摘した上で、電子紡糸にて製造されたナノ繊維のウエブを用いて連続的にフィラメントを製造できる技術を開示している。具体的には、列をなして帯電されたノズルから、これらと逆極性に帯電されたコレクタ内の水または有機溶媒の静的な表面上に高分子ファイバを紡糸してウエブをなすように堆積させながら、この紡糸により堆積するウエブを、ノズルの列方向で見た一方の末端側より1cm以上離れた地点から一定の線速度で回転する回転ローラによって引き上げて連続状フィラメントとしながら、圧搾、延伸、乾燥および巻取りを行っている。このようにして得た連続状フィラメントによって、力学物性の高いウエブが得られその用途範囲をさらに拡大できるとしている。また、連続状フィラメントは撚糸することもできるとしている。
しかし、特許文献2に記載の技術は、各ノズルから真下に高分子ファイバを紡糸してコレクタ上のノズルに対応した多点へ静的に堆積さながら、その堆積域の広がりにより各ノズルからの高分子ファイバどうしが一連のウエブに絡み合うのを利用して、このウエブの末端側から高分子ファイバ群を引出しながら後続の高分子ファイバ群を連続に追随させながら連続状フィラメントに集束させるものであり、各ノズルから紡糸された高分子ファイバの多点への堆積が静的でほぼ同等であるのに対し、引き出し作用が引き出し側に近い堆積域に集中しやすくなる関係から、引き出し側に近い堆積域と遠い堆積域とで高分子ファイバの引出し量とに差が生じ、連続状フィラメントの太さや力学物性を適正に制御するのは困難で安定しない問題がある。また、多点域に堆積する高分子ファイバの引出しに伴なう消費量の差は堆積量の差を増大させることにもなる。さらに、引出し作用が引き出し側から遠い側の堆積域にもなるべく及びやすくするのに引出し速度を抑える必要があり大量に製造するのも困難である。
However, the technique described in
そこで、本発明者等は種々に実験を繰り返し検討をかさねる中、電子紡糸系により作り出される高分子ファイバを移動するコレクタ面にて回収して先へ送りながらその送り方向に引出すことで、単位時間当りの紡糸量とコレクタ面の移動速度との関係から、移動面での高分子ファイバの堆積量を一定にし、しかもコレクタ面上に回収し堆積させる高分子ファイバの向きをコレクタ面の移動方向に引き揃える作用が得られ、そのまま移動方向、送り方向へ引き出すことで、繊維の引き揃え度の高い、従って特許文献2でいう連続状フィラメントを、高い引き揃え度、高い太さ制御性を持って優れた糸条に合糸できることを見出し、合糸の連続性、生産性も高められる合糸技術を実現するに至った。
Therefore, the present inventors repeatedly conducted various experiments and studied, while collecting the polymer fiber produced by the electrospinning system on the moving collector surface and drawing it in the feeding direction while feeding it forward, the unit time Based on the relationship between the amount of spinning per unit and the moving speed of the collector surface, the amount of polymer fiber deposited on the moving surface is made constant, and the direction of the polymer fiber collected and deposited on the collector surface is the moving direction of the collector surface. The effect of aligning is obtained, and as it is pulled out in the moving direction and the feeding direction as it is, the degree of fiber alignment is high. Therefore, the continuous filament referred to in
本発明の目的は、このような開発結果から、電子紡糸系にて作り出される高分子ファイバから太さむらのない優れた糸条が生産性よく簡単かつ低コストに得られる高分子ファイバの合糸方法と装置を提供することにある。 The object of the present invention is that, based on such development results, it is possible to obtain an excellent yarn without uneven thickness from a polymer fiber produced by an electrospinning system with high productivity and at a low cost. It is to provide a method and apparatus.
上記のような目的を達成するために、本発明の第1の態様によれば、電子紡糸系から作り出される帯電した高分子ファイバを、これと帯電やアースへの接続によって電位差を有した周回面にて回収して先へ送りながら、これを周回面から引き出し糸条に合糸することを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a charged polymer fiber produced from an electrospinning system is connected to this and a circumferential surface having a potential difference due to charging or connection to ground. It is characterized in that it is pulled out from the loop surface and combined with the yarn while being collected and fed to the tip.
このような合糸方法では、電子紡糸系から作り出される高分子ファイバの電位差を利用した静電的な回収が、周回面各部においてほぼ均等に連続して繰り返し行うことができる。このように連続に回収する高分子ファイバは周回面にてその移動方向に向かせながら堆積させて、ある程度集束し連続した分断されにくい高分子ファイバ束として先へ送り周回面上から確実に引出せるようにする。周回面から引出す高分子ファイバ束は引出し時の張力により集束度をさらに高めて、太さむらがなく引き揃え度の高い、力学物性に優れた糸条に合糸することができる。 In such a spinning method, electrostatic recovery using the potential difference of the polymer fiber produced from the electrospinning system can be repeatedly performed almost uniformly and continuously in each part of the circumferential surface. In this way, the continuously collected polymer fiber is deposited while being oriented in the moving direction on the circumferential surface, and is fed to a certain extent as a bundle of polymer fibers that are converged to some extent and are not easily separated, and can be reliably pulled out from the circumferential surface. Like that. The polymer fiber bundle drawn from the circumferential surface can further be focused by the tension at the time of drawing, and can be combined with a yarn having excellent mechanical properties without uneven thickness and high degree of alignment.
上記の方法は、本発明の第10の態様によれば、電子紡糸系から作り出される帯電した高分子ファイバを、これと電位差を有した周回面にて回収しながら先へ送る周回手段と、この周回手段が回収し先へ送る高分子ウエブをその周回面から引き出し糸条に合糸する引出し合糸手段とを備えたことを特徴とする高分子ファイバの合糸装置によって自動的に達成することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the above method comprises a circulating means for feeding the charged polymer fiber produced from the electrospinning system to the front while collecting the charged polymer fiber at a circulating surface having a potential difference from the charged polymer fiber. It is achieved automatically by a polymer fiber synthesizing apparatus comprising a pulling and synthesizing means for pulling a polymer web collected by the circulatory means and sent to the destination from the circulatory surface to the drawn yarn. Can do.
本発明の第2の態様によれば、合糸が、撚糸処理を含むことを特徴としている。これにより、合糸した糸条の集束度、力学物性を高められる。 According to the second aspect of the present invention, the combined yarn includes a twist yarn treatment. As a result, the degree of convergence and mechanical properties of the combined yarns can be enhanced.
これは、本発明の第12の態様によれば、引出し合糸手段は、高分子ファイバを引出す搬送部または巻取り部の上流側に撚糸手段を備えた高分子ファイバの合糸装置として実現し、周回面から引出し搬送部によって搬送されるか巻き取られる糸条が合糸状態に拘束されているのを利用して、非拘束に撚りを与えるだけで合糸を伴い撚糸できる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the drawing and spinning means is realized as a polymer fiber spinning device provided with twisting means on the upstream side of the conveying section or winding section for drawing the polymer fiber. By using the fact that the yarn conveyed or taken up by the pulling and conveying unit from the circumferential surface is constrained to the combined yarn state, the yarn can be twisted together with the combined yarn only by giving a twist unconstrained.
この装置での引出し合糸手段は、第11の態様によれば、周回面上から高分子ウエブを引出し集束を伴い先へ搬送するか巻取ることを特徴とする高分子ファイバの合糸装置に適用して実現する。 According to the eleventh aspect, the drawing and spinning means in this device is a polymer fiber spinning device characterized in that the polymer web is drawn from the circumferential surface and conveyed or wound with converging. Realize by applying.
本発明の第3の態様によれば、高分子ファイバの回収は、周回面の周回方向に並ぶ連続域または複数域に対応して作り出される高分子ファイバにつき行うことを特徴としている。これにより、周回面での高分子ファイバの同時回収域が周回面の周回方向に増大し、周回面にて回収し先へ送る高分子ファイバの高分子ファイバの堆積量を高め、送り出す高分子ファイバの高分子ファイバの集束数を高められる。 According to the third aspect of the present invention, the collection of the polymer fiber is performed on the polymer fiber produced corresponding to the continuous region or the plurality of regions arranged in the circumferential direction of the circumferential surface. As a result, the simultaneous collection area of the polymer fiber on the circumferential surface increases in the circumferential direction of the circumferential surface, and the amount of polymer fiber deposited on the circumferential surface to be collected and sent to the destination is increased and sent out. The number of polymer fibers can be increased.
本発明の第4の態様によれば、1つまたは複数の電子紡糸系から周回面の移動方向に直交する方向に広域に作り出す高分子ファイバを、平行に並んだ複数の周回面上に個別に回収して引出し合糸することを特徴としている。これにより、1つまたは複数の電子紡糸系にて、高分子ファイバの作り出し域を周回面の移動方向に直交する方向に拡張するだけで、電子紡糸系を増設することなく、その拡張した作り出し域に見合う数の周回面を並設するだけで、それら周回面上への静電的な誘導にて分割回収して個別に送り出し、複数の糸条に合糸することが同時に行える。 According to the fourth aspect of the present invention, the polymer fibers created in a wide area in the direction orthogonal to the moving direction of the circumferential surface from one or a plurality of electrospinning systems are individually formed on the circumferential surfaces arranged in parallel. It is characterized by collecting and drawing out combined yarn. As a result, in one or a plurality of electrospinning systems, it is possible to expand the production area of the polymer fiber without expanding the electrospinning system by simply expanding the production area of the polymer fiber in a direction perpendicular to the direction of movement of the circumferential surface. Therefore, it is possible to divide and collect and send them individually by electrostatic induction onto the circumferential surfaces, and simultaneously thread them into a plurality of yarns.
このような方法は、本発明の第14の態様によれば、周回手段と、引出し合糸手段とは複数組並んで設置されていることを特徴とする高分子ファイバの合糸装置により実現する。 According to the fourteenth aspect of the present invention, such a method is realized by a polymer fiber spinning device characterized in that a plurality of looping means and draw-out spinning means are installed side by side. .
本発明の第5の態様によれば、合糸した糸条は巻取ることを特徴としている。これにより、合糸した糸条を一次製品として取り扱いやすくし、また、撚糸、組紐、ウエブ、織物、編物などの二次製品の製造に供し、また使用しやすいものとすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the combined yarn is wound up. As a result, the combined yarn can be easily handled as a primary product, and can be used for manufacturing secondary products such as twisted yarns, braids, webs, woven fabrics, knitted fabrics, and the like.
本発明の第6の態様によれば、高分子ファイバの周回面からの初期引出しは、周回面に予め巻き付けておいたリード材の引出しに追随させて行うことを特徴としている。これにより、リード材は周回面と同様な静電特性を持たせるか高分子ファイバとの親和性を高めるなどして、周回面上の高分子ファイバを付着、追随させて、高分子ファイバの初期引出しを容易かつ確実に達成することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the initial drawing from the circumferential surface of the polymer fiber is performed by following the lead material drawn in advance around the circumferential surface. As a result, the lead material has the same electrostatic characteristics as the circumferential surface or increases the affinity with the polymer fiber, so that the polymer fiber on the circumferential surface adheres and follows, so that Drawing can be achieved easily and reliably.
本発明の第7の態様によれば、周回面は回転体の外周面であることを特徴としている。これにより、周回面は1本の糸条に合糸するだけの高分子ファイバ群を回収するのに適した周面域が得られる最小限の大きさの円板として実用し連続回収ができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the circumferential surface is the outer circumferential surface of the rotating body. As a result, the circumferential surface can be practically used and continuously collected as a disc having a minimum size capable of obtaining a circumferential surface area suitable for collecting a group of polymer fibers that can be combined with a single yarn.
この方法は、本発明の第13の態様によれば、周回手段が、回転駆動される回転体である合糸装置として実現できる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, this method can be realized as a spinning device in which the circulating means is a rotating body that is rotationally driven.
本発明の第8の態様によれば、合糸した糸条を複数本撚り合わせて撚糸にすることを特徴としている。これにより、糸条の拠り合わせ数に比例してより合わせ糸の太さ、力学物性が高まる。 According to an eighth aspect of the present invention, a plurality of combined yarns are twisted into a twisted yarn. As a result, the thickness and mechanical properties of the combined yarn are increased in proportion to the number of yarns.
このような方法は、本発明の第15の態様によれば、周回手段および引出し合糸手段の各組で合糸した糸条を複数本撚り合わせて1本の糸にする撚り合わせ手段を備えたことを特徴とする高分子ファイバの合糸装置により実現する。 According to the fifteenth aspect of the present invention, such a method includes a twisting means that twists a plurality of yarns combined in each set of the looping means and the drawing and combining means into one yarn. This is realized by a polymer fiber spinning device characterized by the above.
本発明の第9の態様によれば、撚り合わせ糸も巻取ることを特徴としている。これにより、撚り合わせ糸をそのまま一次製品として取り扱いやすくし、また、ロープ、組紐、ウエブ、織物、編物などの二次製品の製造に供し、また使用しやすいものとすることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the twisted yarn is also wound. As a result, the twisted yarn can be easily handled as a primary product as it is, and can be used for secondary products such as ropes, braids, webs, woven fabrics, knitted fabrics, and can be easily used.
このような方法は、本発明の第16の態様によれば、撚り合わせた糸を巻取る巻取り手段を備えた高分子ファイバの合糸装置により実現する。 According to the sixteenth aspect of the present invention, such a method is realized by a polymer fiber synthesizing apparatus provided with winding means for winding a twisted yarn.
さらに、第17の態様によれば、第10〜第15の態様の高分子ファイバの合糸装置のいずれか1つは、電子紡糸系との組み合わせた製糸装置とすることができる。 Furthermore, according to the seventeenth aspect, any one of the polymer fiber spinning devices of the tenth to fifteenth aspects can be a yarn making device combined with an electrospinning system.
この製糸装置において、第17の態様によれば、電子紡糸系は、回転駆動される周面に多数の紡糸穴ないしは紡糸ノズルを有し、供給される高分子紡糸液を荷電を伴い前記紡糸穴ないしは紡糸ノズルから流出させる紡糸容器を備えたものとすることができ、
紡糸容器に備えた多数の紡糸穴ないしは紡糸ノズルから、紡糸液の供給圧や容器が回転するときの遠心力によって線状流出性、延伸性を高めて単位時間当りの紡糸量、紡糸する高分子ファイバ径の微小化を高められる。
In this spinning apparatus, according to the seventeenth aspect, the electrospinning system has a large number of spinning holes or spinning nozzles on a rotationally driven peripheral surface, and the supplied polymer spinning solution is charged with the spinning hole. Or a spinning vessel that drains from the spinning nozzle,
From a large number of spinning holes or spinning nozzles provided in the spinning container, the linear flowability and stretchability are enhanced by the supply pressure of the spinning solution and the centrifugal force when the container rotates, the amount of spinning per unit time, and the polymer to be spun Miniaturization of the fiber diameter can be increased.
また、第1〜9の態様の方法によって、上記のように特長ある品質の各種糸条を提供することができる。 Moreover, the various kinds of yarns having the characteristic features as described above can be provided by the methods of the first to ninth aspects.
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の具体的な説明および図面の記載によって明らかになる。 Further objects and features of the present invention will become apparent from the following specific description and drawings.
本発明によれば、電子紡糸系から作り出される高分子ファイバ群を周回面にて連続に回収しながらそれらを引き揃えある程度集束した追随性の高い高分子ファイバ束として先へ送り、そのまま高速度で引出しても分断無く確実に合糸でき、太さむらがなく引き揃え度の高い、力学物性に優れた糸条が、生産性よく簡単かつ低コストに得られる。 According to the present invention, a group of polymer fibers produced from an electrospinning system is continuously collected on the circumference surface, and they are aligned and converged to a certain degree, and then sent as a high-tracking polymer fiber bundle. Yarns that can be surely combined with each other even after being drawn, have uniform thickness, have a high degree of alignment, and have excellent mechanical properties can be obtained easily and at low cost with high productivity.
以下、本発明の実施の形態に係る高分子ファイバの合糸方法と装置につき図1〜図8を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。 Hereinafter, a method and an apparatus for combining polymer fibers according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 for understanding of the present invention.
本発明の高分子ファイバの合糸方法と装置は、既述の電子紡糸により作り出される高分子ファイバ全般を対象とするものであり、その回収過程を利用して連続した糸条に合糸する。従って、特許文献1、2などにより既に知られる電子紡糸用の各種高分子材料、例えば、ポリフッ化ビニリデン(FVDF)、ポリ(フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン)、ポリアクリロニトリル、ポリ(アクリロニトリル−コ−メタクリレ−ト、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ(塩化ビニリデン−コ−アクリレート)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン12、ナイロン−4,6などのナイロン系列,アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリビニルアルコール、セルロ−ス、酢酸セルロ−ス、酢酸酪酸セルロ−ス、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル、ポリ(ビス−(2−メトキシ−エトキシエトキシ)) ホスファゼン(MEEP))、ポリエチレンイミド(PEI)、ポリ(コハク酸エチレン)、ポリ(硫化エチレン)、ポリ(オキシメチレン−オリゴ−オキシエチレン)、ポリ(酸化プロピレン)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリアニリン、(ポリテレフタル酸エチレン)、ポリ(ヒドロキシ酪酸)、ポリ(酸化エチレン)、SBSコポリマー、ポリ乳酸、ポリペプチド、タンパク質などのバイオポリマー、コールタールピッチ、石油ピッチなどのピッチ系などの様々な高分子が適用でき、これらの共重合体および混合物なども適用できる。また、溶媒はこれら高分子を溶解する任意の溶媒を適用できる。
The polymer fiber merging method and apparatus according to the present invention are intended for all polymer fibers produced by the above-described electrospinning, and merging into continuous yarns using the recovery process. Therefore, various polymer materials for electrospinning already known from
本実施の形態の高分子ファイバの合糸方法は、図1の摸式図で例示した電子紡糸系100、図2の模式図で例示した電子紡糸系200、図3の模式図で例示した電子紡糸系300、図4の模式図で例示した電子紡糸系400、図5の模式図で例示した電子紡糸系500、図6の模式図で例示した電子紡糸系600など各種の電子紡糸系から作り出される高分子ファイバ1を、これと帯電やアースへの接続によって電位差を有した周回面2にて回収し先へ送りながら、これを周回面2から引き出し糸条に合糸することを基本的な特徴としている。これにより、電子紡糸系100、200、300、400、500、600などから作り出される高分子ファイバ1の電位差を利用した静電的な回収が、周回面2各部においてほぼ均等に連続して繰り返し行うことができる。このように連続に回収する高分子ファイバ1は周回面2にて恰も足を掬うような形で移動方向に向かせながら堆積させて、ある程度集束し連続した分断されにくい高分子ファイバ束3として先へ送り周回面2上から確実に引出せるようにする。周回面2から引出す高分子ファイバ束3は引出し時の張力により集束度をさらに高めて、太さむらがなく引き揃え度の高い、力学物性に優れた糸条4に合糸することができる。この結果、電子紡糸系100、200、300、400、500、600などから作り出される高分子ファイバ1群を周回面2にて連続に回収しながらそれらを引き揃え作用を有してある程度集束した追随性の高い高分子ファイバ束3として先へ送り、そのまま高速度で引出しても分断無く確実に合糸でき、太さむらがなく引き揃え度の高い、力学物性に優れた糸条4が、生産性よく簡単かつ低コストに得られる。
The spinning method of the polymer fiber of the present embodiment includes the
このような高分子ファイバ1の合糸方法の基本的な特徴は、図1〜図6に摸式的に示す各例のように、電子紡糸系100、200、300、400、500、600などから電子紡糸方式にて作り出される帯電した高分子ファイバ1を、これと電位差を持った周回面2にて静電的に回収しながら先へ送る周回手段101、201、301、401、501、601と、これら各周回手段101、201、301、401、501、601が先へ送る高分子ファイバ束3を、各周回手段101、201、301、401、501、601の周回面2から引き出して1本の糸条4に合糸する引出し合糸手段102、202、302、402、502、602とを備えたことを基本的な特徴とする高分子ファイバの合糸装置103、203、303、403、503、603などによって自動的に達成することができ、これら合糸装置103、203、303、403、503、603と、それに対応する電子紡糸系100、200、300、400、500、600などとの組み合わせによって製糸装置104、204、304、404、504、604となる。
The basic characteristics of such a method for merging the polymer fibers 1 are the
ここで、高分子ファイバ1の回収は、図1、図3〜図6の各例のように周回面2の周回方向に並ぶ連続域Aか、図2のように周回面2の周回方向に並ぶ複数域Bか、に対応して作り出される高分子ファイバ1につき行う。このようにすると、周回面2での高分子ファイバ1の同時回収域が周回面2の周回方向に増大し、周回面2にて回収し先へ送り引出しに供する高分子ファイバ束3の高分子ファイバ1の堆積量、重なり量を高め、回収し送り出す高分子ファイバ束3における高分子ファイバ1の集束数を高められる。従って、高速度な回収、引出しにてもデニール値を十分に上げられるし、その分力学物性を高められる。また、周回面2の図1の例にて代表して示す幅Cは合糸する糸条4のデニールに対し過大であると、幅広く回収した高分子ファイバ1群を所定のデニール値の糸条4にまで集束させる難度が高くなり、過小であると周回面2の周回方向における連続域Aまたは複数域Bを大きくして堆積量、重なり量を多くすればよいが安定して送り出す難度が高くなるので、合糸のための集束ができる範囲または集束が容易な範囲で周回面2の幅Cを合糸する糸条4の太さよりも大きくした上で、単位時間当りの紡糸量とコレクタ面の移動速度との関係を基に、連続域Aまたは複数域Bを必要範囲に設定するのが好ましい。
Here, the recovery of the polymer fiber 1 is performed in the continuous area A arranged in the circumferential direction of the
ここに、周回面2をなす周回手段101、201、301、401、501、601は周回駆動されるベルトによる外周面であっても、回転駆動される回転体の外周面であってもよいが、図1〜図6に示す各例のように回転体とすることにより、周回面2は1本の糸条4に合糸するだけの高分子ファイバ1群を回収するのに適した周面域が得られる最小限の大きさの円板として実用し、回転駆動するモータなどを含めても極く小さなスペースにて連続回収することができる。
Here, the rotating means 101, 201, 301, 401, 501, and 601 forming the
一方、周回面2の幅Cは小さいほど静電的に回収する高分子ファイバ1の堆積量、重なり量を高めやすいので、電子紡糸される高分子ファイバ1側と周回面2側との電位差は通常、1〜100kVの高電圧を両者間に印加することによる逆極性間のものとして設定されるが、可能な限り高電位差となるように設定して、回収する高分子ファイバ1の堆積量、重なり量と、送り出しの安定度とを高めるのが好適であり、10kV以上とするのがより好適であるし、その方が高速化に対する安定度も向上する利点がある。もっとも、電子紡糸される高分子ファイバ1と周回面2との電位差を、図1〜図6に示す各例での帯電手段としての荷電電源108、208、308、408、508、608と、帯電手段としての荷電電源109、209、309、409、509、609とによる帯電にて与えてもよく、この場合図示する例のように逆極性の帯電とせず、同極性であっても、またアースへの接続によっても、所定の電位差を持たせることで帯電した高分子ファイバ1を帯電した周回面2の側に静電的に回収することができる。
On the other hand, the smaller the width C of the
電子紡糸される高分子ファイバ1の側の帯電は、例えば、高分子材料から高分子ファイバ1を作り出すための金属製の容器やノズルを帯電させて間接的に行えるし、周回面2側の帯電は、例えば周回手段101、201、301、401、501、601における周回面2を樹脂製の回転体101b、201b、301b、401b、501b、601bによって支持した金属板101a、201a、301a、401a、501a、601aにて形成して帯電させることで行えるし、周回手段101、201、301、401、501、601における高分子ファイバ1の静電的な回収を周回面2の部分に集中させ、他に回収が及ぶようなことを防止することができる。もっとも、周回面2の高分子ファイバ1に対する回収域から引出しに供する送り出し点までの間を帯電させて、それ以外の部分では帯電を中和ないしは消去して帯電域を必要範囲に限定することもできる。それには、周回面2による高分子ファイバ1の回収および集束を伴なう送り出しの連続性を損なわない範囲で金属板101a、201a、301a、401a、501a、601aを周回方向に絶縁間隔を持って配置し、必要な周回位置範囲の金属板部分にのみ帯電させればよい。なお、部分的な帯電保持、帯電除去ができる誘電体による周回面2を構成することでも対応できる。この場合誘電体は金属部材でバックアップするのが帯電保持に有効となり図示例とは金属体と誘電体との配置が逆になる。なお、周回手段101、201、301、401、501、601の非回収域表面は周回面2と絶縁を図った金属板で覆い高分子ファイバ1の回収極性とは逆極性に帯電させておくか電荷を除電ないしは中和しておくことで高分子ファイバ1が非回収域表面に付着するのを防止し、回収率を高められる。非回収域表面に高分子ファイバ1が付着することによるトラブルを回避することができる。
The polymer fiber 1 to be electrospun can be charged, for example, indirectly by charging a metal container or nozzle for producing the polymer fiber 1 from a polymer material, or charging on the
図1の例の合糸装置103、図2の例の合糸装置203、図6の例の合糸装置603はいずれも、1つの周回面2を持った周回手段101、201、601と、これに対応する引出し合糸手段102、202、602を備えたものとし、図1の例の合糸装置103、図6の例の合糸装置603では1つの電子紡糸系100、600自体が周回面2の周回方向に並ぶ連続域Aに対応した範囲に向け高分子ファイバ1を図示しない例えば1mm間隔に配列するなどした多数の紡糸穴ないしは紡糸ノズルを通じて作り出す構成としているのに対し、図2の例の合糸装置203ではノズルタイプの複数の電子紡糸系200を周回面2の周回方向に配列して、周回方向に並ぶ複数域Bに向け個々の電子紡糸系200を通じて作り出すように構成している。
1, the example of FIG. 2, the example of FIG. 6, the example of FIG. 6, each of the spinning means 101, 201, 601 having one
一方、図3〜図5に示す各例の合糸装置303、403、503は、それぞれ1つの電子紡糸系300、400、500などから、周回面2の周回方向に直交する方向に広域に作り出す高分子ファイバ1群を、平行に並んだ複数の周回面2上に回収して個別に引き出し合糸するようにしている。これにより、電子紡糸系300、400、500などからの高分子ファイバ1の作り出し域を周回面2の周回方向に直交する方向に拡張するだけで、従って紡糸穴や紡糸ノズルの配列域を拡張するだけで、電子紡糸系300、400、500を増設することなく、その拡張した作り出し域に見合う数の周回面2を図2〜図5に示すように並設するだけで、それら周回面2上への静電的な荷電誘導にて分割回収して個別に送り、複数の糸条4に個別に合糸することが同時に行える。このために、図3〜図5に示す例の合糸装置303、403、503は、いずれも、周回面2を持った周回手段101、201、301、401、501、601と、これらに対応する引出し合糸手段102、202、302、402、502、602とを備えたものとしている。もっとも、複数並んだ周回面2のそれぞれに対応して図2の例のようなノズルタイプの電子紡糸系200を周回方向と直交する方向に個別に配列することもできる。
On the other hand, the
図4に示す例の電子紡糸系400は、周面に直径が0.1〜2mm程度の紡糸穴400aを数mmピッチで設けた回転ドラム400bに高分子溶液を図示しないポンプなどにより連続に供給しながら、その供給圧と紡糸容器としての回転ドラム400bが回転することによる遠心力とでより広域によりスムーズにナノ繊維といったより細い高分子ファイバ1を作り出し、複数の周回面2の各連続域Aに十分に供給できるようにしている。
The
また、上記各場合の合糸が、撚糸処理を含むものとすることにより、合糸した糸条4の力学物性をさらに高められる。このために、図1〜図6に示す各合糸装置103、203、303、403、503、603の引出し合糸手段102、202、302、402、502、602は、高分子ファイバ束3を引出し合糸するための図1〜図4、図6に示す例の回転駆動される巻取り部105、205、305、405、605、あるいはこれらに代る図5の例に示す回転駆動される搬送部507の上流側に、それぞれ撚糸手段106、206、306、406、506、606を備えたものとすればよい。ここに、撚糸手段106、206、306、406、506、606は、周回面2から引出し搬送部507によって搬送されるか巻取り部105、205、305、405、605によって巻き取られる糸条4が合糸状態に拘束されているのを利用して、非拘束に撚りを与えるだけで合糸を伴い撚糸できる。従って、周回面2から引出した高分子ファイバ束3を通してまわりから回転により撚りを与えればよく、例えば図7に示すような中空軸モータ700の中空軸700a内に通して行える。中空軸700aによる回転は図1〜図7に示すように周回面2からの引出し位置と巻取り部105、205、305、405、605による巻取り点、または搬送部507による搬送点とを結ぶ線に対して少なくとも一端側が片寄って配置されるだけで、回転する内周面がそれに通されている高分子ファイバ束3にまわりから摺接して撚りを与え合糸することができる。
Moreover, the mechanical properties of the combined
また、図1〜図4、図6に示す例の引出し合糸装置103、203、303、403、603のように、合糸した糸条4を巻取り部105、205、305、405、605により巻取ることで、合糸した糸条4を一次製品として取り扱いやすくし、また、撚糸、組紐、ウエブ、織物、編物などの二次製品の製造に供し、また使用しやすいものとすることができる。
1 to 4 and FIG. 6, the combined
また、図5に示す例の引出し合糸装置503では、複数並んだ周回面2から引出した複数の高分子ファイバ束3を個別の撚糸手段506によって撚糸した複数の糸条4とし、これを搬送部507を介して巻取り部505の上流にある次の撚り合わせ手段511に通して撚り合わせ1本の撚り合せ糸14に二次合糸し、巻取り部505にて巻取るようにしている。このように、合糸した糸条を複数本撚り合わせて撚り合せ糸14にすることにより、糸条4の拠り合わせ数に比例してデニールに併せ力学物性が高まる。この場合の撚り合せ手段511も、先の撚糸手段506の場合同様に図8に示すような中空軸モータ700の中空軸700aを同様に用いることができる。また、撚り合わせ糸14の巻取りにより、そのまま一次製品として取り扱いやすくし、また、ロープ、組紐、ウエブ、織物、編物などの二次製品の製造に供し、また使用しやすいものとすることができる。
Further, in the drawing and combining device 503 of the example shown in FIG. 5, a plurality of
図6の例では特に、金属製の細線や糸などをリード材21として予め周回面2に巻き付けておき、このリード材21の引出しに周回面2上に回収し先へ送る高分子ファイバを追随させて周回面2上に回収する高分子ファイバ1の初期引出しを行うようにしている。これにより、リード材21は周回面2と同様な静電特性を持たせるか高分子ファイバ1との親和性や引っ掛かり性を高めるなどして、周回面2上の回収した高分子ファイバ1を付着、追随させて、高分子ファイバ1の初期引出しを容易かつ確実に達成することができる。
In particular, in the example of FIG. 6, a thin metal wire or a thread is wound around the
電子紡糸系にて作り出される高分子ファイバからの合糸に実用して、太さむらのない優れた糸条を生産性よく得られる。 It is practically used for combining yarns from polymer fibers produced by electrospinning systems, and excellent yarns with no uneven thickness can be obtained with high productivity.
1 高分子ファイバ
2 周回面
3 高分子ファイバ束
4 糸条
14 撚り合わせ糸
21 リード材
100、200、300、400、500、600 電子紡糸系
101、201、301、401、501、601 周回手段
101a、201a、301a、401a、501a、601a 金属板
101b、201b、301b、401b、501b、601b 回転体
102、202、302、402、502、602 引出し合糸手段
103、203、303、403、503、603 合糸装置
104、204、304、404、504、604 製糸装置
105、205、305、405、505、605 巻取り部
106、206、306、406、506、606 撚糸手段
507 搬送部
108、208、308、408、508、608 荷電電源
109、209、309、409、509、609 荷電電源
511 撚り合わせ手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (19)
A yarn combined by the polymer fiber combining method according to any one of claims 1 to 9.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008038312A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Japan Vilene Co Ltd | Polymer solution feed member, electrostatic spinning apparatus, and method for producing electrospun nonwoven fabric |
JP2009084757A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | Method and apparatus for doubling yarn of polymer fiber |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005073442A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Raisio Chemicals Korea Inc. | A process of preparing continuous filament composed of nanofibers |
JP2006507428A (en) * | 2003-02-24 | 2006-03-02 | ハ−ヨン キム | Method for producing continuous filament made of nanofiber |
JP2006524739A (en) * | 2003-03-07 | 2006-11-02 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | Apparatus and method for electrostatic processing of polymer blends |
JP2008502813A (en) * | 2004-06-17 | 2008-01-31 | コリア リサーチ インスティチュート オブ ケミカル テクノロジー | Filament bundle nano-long fibers and method for producing the same |
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2006
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006507428A (en) * | 2003-02-24 | 2006-03-02 | ハ−ヨン キム | Method for producing continuous filament made of nanofiber |
JP2006524739A (en) * | 2003-03-07 | 2006-11-02 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | Apparatus and method for electrostatic processing of polymer blends |
WO2005073442A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Raisio Chemicals Korea Inc. | A process of preparing continuous filament composed of nanofibers |
JP2007518891A (en) * | 2004-02-02 | 2007-07-12 | キム,ハグ−ヨン | Method for producing continuous filament made of nanofiber |
JP2008502813A (en) * | 2004-06-17 | 2008-01-31 | コリア リサーチ インスティチュート オブ ケミカル テクノロジー | Filament bundle nano-long fibers and method for producing the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008038312A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Japan Vilene Co Ltd | Polymer solution feed member, electrostatic spinning apparatus, and method for producing electrospun nonwoven fabric |
JP2009084757A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | Method and apparatus for doubling yarn of polymer fiber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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