JP2015209608A - Apparatus for manufacturing fiber and apparatus for manufacturing non-woven fabric using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing fiber and an apparatus for manufacturing a non-woven fabric which can get rid of increase of manufacturing cost caused by clogging of raw materials.SOLUTION: An apparatus 1 for manufacturing fibers comprises: a storage tank 12 storing raw material liquid 11 containing molten thermoplastic resin; heating means 13 heating the storage tank 12; a rotating body 14 that is partially impregnated in the raw material liquid 11; and a rib unit 28 provided to the rotating body 14. The rotating body 14 comprises: a front end 14A locating at a raw material liquid 11 side and a rear end 14B at another side; a revolving shaft 15 extending to an axial Y direction; and a side surface 16 that inclines towards the revolving shaft 15. A dimension between the revolving shaft 15 and the side surface 16 in a direction to intersect the axial Y direction at right angles increases from the front end 14A towards the rear end 14B. At the rear end 14B of the rotating body 14, a rib unit 17 extending to a direction to intersect the revolving shaft 15 at right angles is provided. An apparatus 2 for manufacturing a non-woven fabric comprises the apparatus 1 for manufacturing fibers and a collector 21.

Description

本発明は、熱可塑性樹脂を原料とする繊維の製造装置および不織布の製造装置に関するものである。   The present invention relates to a fiber manufacturing apparatus and a nonwoven fabric manufacturing apparatus using a thermoplastic resin as a raw material.

熱可塑性樹脂を原料とする繊維の製造装置または不織布の製造装置として、スパンボンド法やメルトブロー法など溶融した熱可塑性樹脂を吐出ノズルから吐出して繊維または不織布を製造する装置が知られる。   As a fiber manufacturing apparatus or a nonwoven fabric manufacturing apparatus using a thermoplastic resin as a raw material, an apparatus for manufacturing a fiber or a nonwoven fabric by discharging a molten thermoplastic resin from a discharge nozzle, such as a spun bond method or a melt blow method, is known.

不織布を特にマスク等の衛生用品として使用する場合には、肌への刺激を考慮して繊維径はより小さい方が好ましい。熱可塑性樹脂を吐出する吐出ノズルの径を小さくすることによって繊維径を小さくすることができる。また、繊維に抗菌性を付与するために抗菌剤粒子を原料に混合させ、混合物を吐出ノズルから吐出させる手法も存在する。   When using a nonwoven fabric as sanitary goods such as a mask, the fiber diameter is preferably smaller in consideration of irritation to the skin. The fiber diameter can be reduced by reducing the diameter of the discharge nozzle that discharges the thermoplastic resin. There is also a technique in which antibacterial agent particles are mixed with raw materials in order to impart antibacterial properties to the fiber, and the mixture is discharged from a discharge nozzle.

特開2013−142215号公報JP2013-142215A

しかしながら、特許文献1を含めた従来の技術では、吐出ノズルを用いて原料を吐出するから、特に繊維径を小さくするためにノズル径を小さくした場合や、抗菌粒子を混合した場合には、吐出ノズルに原料が詰まりやすくなる。原料の詰まりを防止するためには、特許文献1に記載されたように抗菌粒子を特別なものにしたりしなければならず、製造コストの増加が懸念される。また、吐出ノズルが詰まった場合には、詰まった原料の除去等の必要があり、装置のメンテナンスが煩雑になる。   However, in the conventional techniques including Patent Document 1, since the raw material is discharged using the discharge nozzle, the discharge is particularly performed when the nozzle diameter is reduced in order to reduce the fiber diameter or when antibacterial particles are mixed. The nozzle is likely to be clogged with raw materials. In order to prevent clogging of raw materials, the antibacterial particles must be made special as described in Patent Document 1, and there is a concern about an increase in manufacturing cost. Further, when the discharge nozzle is clogged, it is necessary to remove the clogged raw material, and the maintenance of the apparatus becomes complicated.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、原料の詰まりによる製造コストの増加等を解消することができる繊維の製造装置および不織布の製造装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide a fiber manufacturing apparatus and a nonwoven fabric manufacturing apparatus that can eliminate an increase in manufacturing cost due to clogging of raw materials. It is to be.

前述した目的を達成するための本発明は、第1の発明および第2の発明を含む。
第1の発明は、溶融した熱可塑性樹脂を含む原料液を紡糸する繊維の製造装置であって、前記原料液の貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留された前記原料液にその一部が含浸可能である回転体と、を備え、前記回転体は、前記原料液の液面に直交する方向へ延びる回転軸と、前記回転軸に対して傾斜する側面とを有し、前記回転軸に直交する方向における前記回転軸から前記側面までの寸法が、前記原料液側に位置する先端部からその反対の後端部へと向かって大きくなり、前記回転体の回転により、前記側面に沿って前記原料液が上昇する液膜流を生成させ、前記後端部において、前記原料液が分散されることによって紡糸されることを特徴とする。
The present invention for achieving the above-described object includes the first invention and the second invention.
1st invention is the manufacturing apparatus of the fiber which spins the raw material liquid containing the molten thermoplastic resin, Comprising: The raw material liquid stored in the said raw material liquid and the said raw material liquid stored in the said storage tank impregnate one part A rotating body that is capable of having a rotating shaft that extends in a direction perpendicular to the liquid surface of the raw material liquid, and a side surface that is inclined with respect to the rotating shaft, and is orthogonal to the rotating shaft. The dimension from the rotation axis to the side surface in the direction to be increased from the front end portion located on the raw material liquid side toward the rear end portion opposite thereto, and by rotation of the rotating body, the dimension along the side surface is increased. A liquid film flow in which the raw material liquid rises is generated, and spinning is performed by dispersing the raw material liquid at the rear end portion.

第1の発明は、前記原料液を加熱する加熱手段をさらに備えてもよい。   The first invention may further include heating means for heating the raw material liquid.

第1の発明は、前記回転体の前記後端部から、前記回転軸に直交する方向へと延出するリブ部をさらに設け、前記リブ部は、前記回転体の回転に伴って回転してもよい。   1st invention further provides the rib part extended in the direction orthogonal to the said rotating shaft from the said rear-end part of the said rotary body, and the said rib part rotates with rotation of the said rotary body. Also good.

第2の発明は、溶融した熱可塑性樹脂を含む原料液を紡糸し、紡糸した繊維を捕集して不織布を製造する不織布の製造装置であって、原料液の貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留された原料液にその一部が含浸可能である回転体と、前記繊維を捕集する捕集体と、を備え、前記回転体は、前記原料液の液面に直交する方向へ延びる回転軸と、前記回転軸に対して傾斜する側面とを有し、前記回転軸に直交する方向における前記回転軸から前記側面までの寸法が、前記原料液側に位置する先端部からその反対の後端部へと向かって大きくなり、前記回転体の回転により、前記側面に沿って前記原料液が上昇する液膜流を生成させ、前記後端部において、前記原料液が分散されることによって紡糸され前記繊維を生成するとともに、前記捕集体によって前記繊維が捕集されることを特徴とする。   A second invention is a non-woven fabric manufacturing apparatus for spinning a raw material liquid containing a molten thermoplastic resin and collecting the spun fibers to produce a non-woven fabric. The raw material liquid storage tank and the storage tank A rotating body that is partially impregnated in the stored raw material liquid, and a collecting body that collects the fibers, and the rotating body extends in a direction perpendicular to the liquid surface of the raw material liquid. And a side surface inclined with respect to the rotation axis, and a dimension from the rotation axis to the side surface in a direction orthogonal to the rotation axis is a rear end opposite to the tip portion located on the raw material liquid side. As the rotating body rotates, a liquid film flow is generated in which the raw material liquid rises along the side surface, and the raw liquid is dispersed and dispersed at the rear end. The fiber is produced and the collector Accordingly, characterized in that the fibers are collected.

第2の発明は、前記捕集体は、前記回転体の前記側面より外側に位置するとともに環状に形成されてもよい。   In the second invention, the collection body may be formed in an annular shape while being positioned outside the side surface of the rotating body.

第2の発明は、前記原料液を加熱する加熱手段をさらに備えてもよい。   The second invention may further comprise heating means for heating the raw material liquid.

第2の発明は、前記回転体の前記後端部から、前記回転軸に直交する方向へと延出するリブ部をさらに設け、前記リブ部は、前記回転体の回転に伴って回転してもよい。   The second invention further includes a rib portion extending from the rear end portion of the rotating body in a direction perpendicular to the rotation axis, and the rib portion rotates as the rotating body rotates. Also good.

本発明において、「前記貯留タンクに貯留された前記原料液にその一部が含浸可能である回転体」とは、回転体の回転により液膜流が発生する条件において原料液に含浸させることを意味する。また、回転体の一部が、常に原料液に含浸されている状態を示すものではなく、一時的に含浸する状態、または含浸しない状態を含むものである。さらに、一部が含浸する状態、または、すべてが含浸する状態を含む。   In the present invention, “the rotating body that can be partially impregnated in the raw material liquid stored in the storage tank” means that the raw material liquid is impregnated under a condition in which a liquid film flow is generated by rotation of the rotating body. means. Further, a part of the rotating body does not always indicate a state where the raw material liquid is impregnated, but includes a state where the rotating body is impregnated temporarily or a state where it is not impregnated. Furthermore, a state in which part of the material is impregnated or a state in which all the material is impregnated is included.

「前記回転軸に直交する方向における回転軸から前記側面までの寸法が、前記原料液側に位置する先端部からその反対の後端部へと向かって大きくなり」とは、側面が後端部に向かって広がることを意味する。側面は直線的であってもよいし、一部に曲線を含むものであってもよい。   “The dimension from the rotation axis to the side surface in the direction perpendicular to the rotation axis increases from the front end portion located on the raw material liquid side toward the rear end portion opposite thereto” means that the side surface is the rear end portion. It means to spread toward. The side surface may be straight or may include a curve in part.

本発明によれば、吐出ノズルを用いることなく、繊維を製造することができるので、原料液によるノズルの詰まりが生じることがなく、詰まりに起因するコスト増等を防止することができる繊維の製造装置およびこれを用いた不織布の製造装置を提供することができる。   According to the present invention, since the fiber can be manufactured without using the discharge nozzle, the nozzle is not clogged with the raw material liquid, and the manufacturing of the fiber can be prevented from increasing the cost due to the clogging. An apparatus and an apparatus for producing a nonwoven fabric using the apparatus can be provided.

本発明の一実施形態に係る繊維の製造装置および不織布の製造装置を示した模式図であって、貯留タンクおよび捕集体を断面で示した図。It is the schematic diagram which showed the manufacturing apparatus of the fiber which concerns on one Embodiment of this invention, and the manufacturing apparatus of the nonwoven fabric, Comprising: The figure which showed the storage tank and the collection body in the cross section. 実験例において回転体を回転させたときの原料液の様子を示した画像。The image which showed the mode of the raw material liquid when rotating a rotary body in an experiment example.

図1を参照すれば、不織布の製造装置2は、繊維の製造装置1を含む。すなわち、繊維の製造装置1で製造された繊維を捕集する捕集体をさらに備えることによって不織布の製造装置2を構成する。   Referring to FIG. 1, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 2 includes a fiber manufacturing apparatus 1. That is, the nonwoven fabric manufacturing apparatus 2 is configured by further including a collector that collects the fibers manufactured by the fiber manufacturing apparatus 1.

繊維の製造装置1は、溶融した熱可塑性樹脂を含む原料液11を貯留する貯留タンク12と、貯留タンク12を加熱する加熱手段13と、原料液11に一部が含浸する回転体14と、回転体14に設けられるリブ部17とを備える。このような繊維の製造装置1は、貯留タンク12に貯留された原料液11面に直交する軸方向Yを有する。   The fiber manufacturing apparatus 1 includes a storage tank 12 that stores a raw material liquid 11 containing a molten thermoplastic resin, a heating unit 13 that heats the storage tank 12, a rotating body 14 that is partially impregnated in the raw material liquid 11, And a rib portion 17 provided on the rotating body 14. Such a fiber manufacturing apparatus 1 has an axial direction Y perpendicular to the surface of the raw material liquid 11 stored in the storage tank 12.

原料である熱可塑性樹脂としては、繊維を紡糸できる樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等を用いることができる。また、一種類の樹脂を用いてもよいし、複数の樹脂を混合して用いてもよい。さらに、原料液11は抗菌性粒子を含むものであってもよい。抗菌性粒子としては、銀などの抗菌材をゼオライト等の無機質粒子に担持させたもの等を用いることができる。   The thermoplastic resin as a raw material is not particularly limited as long as it is a resin that can spin fibers. For example, a polyolefin resin, a polyamide resin, a polycarbonate resin, a fluorine resin, a urethane resin, or the like is used. Can do. One type of resin may be used, or a plurality of resins may be mixed and used. Furthermore, the raw material liquid 11 may contain antibacterial particles. As the antibacterial particles, those in which an antibacterial material such as silver is supported on inorganic particles such as zeolite can be used.

回転体14は、原料液11側に位置する先端部14Aおよびその反対の後端部14Bを備える とともに、軸方向Yへ延びる回転軸15と、回転軸15に対して傾斜する側面16とを備える。側面16は、回転軸15の周囲において環状に形成され、回転軸15と側面16との軸方向Yに直交する方向における寸法は、先端部14Aから後端部14Bに向かって大きくなる。この実施形態では、回転体14は先端部14Aに頂点を有し、後端部14Bに底面を有する円錐形である。   The rotating body 14 includes a front end portion 14A located on the raw material liquid 11 side and a rear end portion 14B opposite thereto, and includes a rotating shaft 15 extending in the axial direction Y and a side surface 16 inclined with respect to the rotating shaft 15. . The side surface 16 is formed in an annular shape around the rotation shaft 15, and the dimension in the direction perpendicular to the axial direction Y between the rotation shaft 15 and the side surface 16 increases from the front end portion 14A toward the rear end portion 14B. In this embodiment, the rotating body 14 has a conical shape having a vertex at the front end portion 14A and a bottom surface at the rear end portion 14B.

回転体14の後端部14Bには、回転軸15に直交する方向へと延出するリブ部17を設ける。リブ部17は、回転体14の回転に伴って一体的に回転する。この実施形態においてリブ部17は、後端部14Bよりもその直径が大きい円形であり、その中心と回転体14の回転軸とが一致する。回転体14にはモータ等の駆動源18が接続され、回転軸15を中心に回転可能とされる。回転体14が回転すると、これに伴いリブ部17も回転体14の回転速度と同じ速度で同方向に回転する。リブ部17は、回転体14と一体的に形成されてもよいし、これとは別体で形成されてもよい。   A rib portion 17 extending in a direction orthogonal to the rotation shaft 15 is provided at the rear end portion 14B of the rotating body 14. The rib portion 17 rotates integrally with the rotation of the rotating body 14. In this embodiment, the rib portion 17 has a circular shape whose diameter is larger than that of the rear end portion 14 </ b> B, and the center thereof coincides with the rotation axis of the rotating body 14. A driving source 18 such as a motor is connected to the rotating body 14 so that the rotating body 14 can rotate about the rotating shaft 15. When the rotating body 14 rotates, the rib portion 17 also rotates in the same direction at the same speed as the rotating speed of the rotating body 14. The rib portion 17 may be formed integrally with the rotating body 14 or may be formed as a separate body.

繊維の製造装置1には、貯留された原料液11が融点以上になるように保持する加熱手段13を設ける。加熱手段13は、原料液11を一定温度に保持できるものであればいかなる手段も用いることができるが、例えば、貯留タンク12に電熱線を設け、貯留タンク12を加熱するようにしてもよいし、直接原料液11を加熱するようなものであってもよい。   The fiber manufacturing apparatus 1 is provided with a heating means 13 for holding the stored raw material liquid 11 so as to have a melting point or higher. Any means can be used as the heating means 13 as long as the raw material liquid 11 can be maintained at a constant temperature. For example, a heating wire may be provided in the storage tank 12 to heat the storage tank 12. Alternatively, the raw material liquid 11 may be directly heated.

貯留タンク12には、原料液11を供給するための供給管19が取り付けられる。加熱手段13は、供給管19に設けられ、加熱された原料液11が貯留タンク12に供給されるようにしてもよい。   A supply pipe 19 for supplying the raw material liquid 11 is attached to the storage tank 12. The heating means 13 may be provided in the supply pipe 19 so that the heated raw material liquid 11 is supplied to the storage tank 12.

上記のような繊維の製造装置1に捕集体21を備え、不織布の製造装置2とすることができる。捕集体21は、回転体14の外側に位置するとともに、回転体14の周囲を環状に覆い、回転体14の軸方向Yの寸法より大きい。この実施形態では、捕集体21は回転体14の径方向外側に位置する円形の筒型である。   The fiber manufacturing apparatus 1 as described above can be provided with the collector 21 to form the nonwoven fabric manufacturing apparatus 2. The collection body 21 is located outside the rotator 14, covers the periphery of the rotator 14 in an annular shape, and is larger than the dimension in the axial direction Y of the rotator 14. In this embodiment, the collection body 21 is a circular cylinder located on the radially outer side of the rotating body 14.

上記のような繊維の製造装置1および不織布の製造装置2において回転体14の先端部14Aを貯留タンク12の原料液11に含浸する。回転体14を駆動源18によって回転させると、原料液11が側面16に沿って上昇する液膜流を生成する。すなわち、回転体14の回転速度が上昇すると、原料液11の水面および水中が撹拌され、回転体14の周囲の水面が持上げられる。持上げられた原料液11は回転体14による回転力や原料液11の表面張力等によって回転体14の側面16を伝って上昇し、これが液膜流となって側面16を覆う。   In the fiber manufacturing apparatus 1 and the nonwoven fabric manufacturing apparatus 2 as described above, the raw material liquid 11 of the storage tank 12 is impregnated with the distal end portion 14A of the rotating body 14. When the rotating body 14 is rotated by the drive source 18, the raw material liquid 11 generates a liquid film flow that rises along the side surface 16. That is, when the rotational speed of the rotating body 14 increases, the water surface and the water of the raw material liquid 11 are stirred, and the water surface around the rotating body 14 is lifted. The lifted raw material liquid 11 rises along the side surface 16 of the rotating body 14 due to the rotational force of the rotating body 14, the surface tension of the raw material liquid 11, etc., and this forms a liquid film flow and covers the side surface 16.

側面16の液膜流は、後端部14Bに向かうほど薄くなり、さらにリブ部17を伝うときには糸状となって径方向外側へと延びる。原料液11は、熱可塑性樹脂を含むので水に比べて粘性が高く糸を引きやすい。そのため、リブ部17において糸状となるものと推測される。糸状となった原料液11は、遠心力によってリブ部17の端部17Aからさらに外側へと放出される。原料液11は、貯留タンク12においては加熱されるが、回転体14においては加熱されず、徐々に冷却され固化されるから、糸状を維持しながらリブ部17から離れる。この時、原料液11は繊維へと紡糸される。糸状の原料液11は、さらに外側へと遠心力によって放出されることによって、引き伸ばされてより細いフィラメント状の繊維を形成することができる。   The liquid film flow on the side surface 16 becomes thinner toward the rear end portion 14 </ b> B, and when it travels along the rib portion 17, it becomes a thread and extends outward in the radial direction. Since the raw material liquid 11 contains a thermoplastic resin, it has a higher viscosity than water and can easily draw a yarn. Therefore, it is presumed that the rib portion 17 has a thread shape. The raw material liquid 11 in the form of a thread is discharged further outward from the end portion 17A of the rib portion 17 by centrifugal force. Although the raw material liquid 11 is heated in the storage tank 12, it is not heated in the rotating body 14, but is gradually cooled and solidified, so that it leaves the rib portion 17 while maintaining the thread shape. At this time, the raw material liquid 11 is spun into fibers. The thread-shaped raw material liquid 11 can be further stretched by being discharged to the outside by centrifugal force to form finer filament fibers.

繊維径および繊維長さは回転体14の回転速度、回転体14の形状・大きさ、リブ部17の大きさ、または原料液11における熱可塑性樹脂の濃度等により適宜調整可能である。また、回転体14の形状・大きさによってはリブ部17は必須の構成ではなく、繊維が形成されるものであればリブ部17を省略することもできる。   The fiber diameter and fiber length can be appropriately adjusted depending on the rotational speed of the rotating body 14, the shape and size of the rotating body 14, the size of the rib portion 17, the concentration of the thermoplastic resin in the raw material liquid 11, and the like. Further, depending on the shape and size of the rotating body 14, the rib portion 17 is not an essential configuration, and the rib portion 17 can be omitted as long as fibers are formed.

貯留タンク12には供給管19を備えるので、貯留タンク12内の原料液11の量が一定になるように、供給管19から原料液11を追加することができる。したがって、原料液11が繊維となって貯留タンク12から放出された場合であっても、原料液11が不足することがない。また、原料液11を貯留タンク12内に一定量保持することによって、側面16に形成された液膜流の厚さを一定に保つことができ、一定の繊維径および長さを有する繊維を得ることができる。   Since the storage tank 12 includes the supply pipe 19, the raw material liquid 11 can be added from the supply pipe 19 so that the amount of the raw material liquid 11 in the storage tank 12 becomes constant. Therefore, even if the raw material liquid 11 becomes a fiber and is discharged from the storage tank 12, the raw material liquid 11 is not insufficient. Further, by holding a certain amount of the raw material liquid 11 in the storage tank 12, the thickness of the liquid film flow formed on the side surface 16 can be kept constant, and fibers having a constant fiber diameter and length can be obtained. be able to.

回転体14の外側へと放出された繊維は、捕集体21によって捕集される。捕集された繊維が積層されることによって、不織布を形成することができる。回転体14の回転数、回転時間等によって捕集される繊維の量を制御することができ、所望の密度の不織布を得ることができる。   The fibers released to the outside of the rotating body 14 are collected by the collecting body 21. A nonwoven fabric can be formed by laminating collected fibers. The amount of fibers collected can be controlled by the number of rotations, rotation time, etc. of the rotating body 14, and a nonwoven fabric with a desired density can be obtained.

上記のような装置によれば、樹脂の紡糸において吐出ノズルを用いることがないので、吐出ノズルが詰まるという問題が発生することがない。したがって、吐出ノズルに起因する種々の問題を回避することができる。また、繊維径をノズルの径に依存することなく決定することができ、用途に応じた設計変更を容易におこなうことができる。さらに、吐出ノズルを用いないので、抗菌性粒子を原料液11に添加した場合であっても、これがノズルに詰まってしまうということがない。   According to the apparatus as described above, since the discharge nozzle is not used for spinning the resin, the problem that the discharge nozzle is clogged does not occur. Therefore, various problems caused by the discharge nozzle can be avoided. Further, the fiber diameter can be determined without depending on the nozzle diameter, and the design change according to the application can be easily performed. Furthermore, since the discharge nozzle is not used, even if antibacterial particles are added to the raw material liquid 11, it does not clog the nozzle.

回転体14が回転することによって、貯留タンク12には強い渦糸を伴う循環渦が形成され、回転体14の底部から上部への大規模な上昇循環流が作り出される。すなわち、貯留タンク12内には、回転体14の回転によって、原料液11は側面16の内側近傍においては上部から底部へと流れ、回転軸15の延長線上近傍においては底部から上部へ向かって流れ、さらに、全体的に回転体14の回転に沿って周方向への流れが発生する。このような流れが発生することによって、貯留タンク12内には循環流が形成され、原料液11が貯留タンク12内において循環される。原料液11が循環されるので、原料液11の温度の偏りを抑制することができ、原料の均質化をすることができる。また、原料液11に抗菌性粒子を添加した場合であっても、抗菌性粒子が凝集沈降するのを防止し、原料液11に分散させることができる。   By rotating the rotating body 14, a circulating vortex accompanied by a strong vortex is formed in the storage tank 12, and a large-scale upward circulating flow from the bottom to the top of the rotating body 14 is created. That is, in the storage tank 12, due to the rotation of the rotating body 14, the raw material liquid 11 flows from the top to the bottom near the inside of the side surface 16 and flows from the bottom to the top near the extension line of the rotating shaft 15. Furthermore, a flow in the circumferential direction is generated along the rotation of the rotating body 14 as a whole. By generating such a flow, a circulation flow is formed in the storage tank 12, and the raw material liquid 11 is circulated in the storage tank 12. Since the raw material liquid 11 is circulated, the temperature deviation of the raw material liquid 11 can be suppressed, and the raw material can be homogenized. Even when antibacterial particles are added to the raw material liquid 11, the antibacterial particles can be prevented from aggregating and settling and dispersed in the raw material liquid 11.

繊維の製造装置1および不織布の製造装置2において、必要とされる動力は、回転体14を回転させる駆動源18のみである。従来の吐出ノズルを用いたメルトブロー法などによれば、吐出ノズルからの押し出しと、ジェットによる吹き出しとの少なくとも二つの動力が必要であるのに対して、この実施形態では動力を減少させることができ、その分、消費電力を減少させることができる。   In the fiber manufacturing apparatus 1 and the nonwoven fabric manufacturing apparatus 2, the only power required is a drive source 18 that rotates the rotating body 14. According to the melt blow method using a conventional discharge nozzle, etc., at least two powers of extrusion from the discharge nozzle and blowing by the jet are required, but in this embodiment, the power can be reduced. Therefore, power consumption can be reduced accordingly.

この実施形態において、回転体14は円錐形を有しているが、側面16に沿って上昇する液膜流が発生するものであれば、この形状に限られない。すなわち、側面16は、軸方向Yに直交する断面が円形であることが好ましいが、完全な円形である必要はない。また、先端部14Aが軸方向Yに直交する面にほぼ平行な面を有する円錐台形であってもよい。回転軸15と側面16との間の寸法は、一定の比率で後端部14Bに向かって増加していくものであってもよいし、増加率が変動するものであってもよい。   In this embodiment, the rotating body 14 has a conical shape, but is not limited to this shape as long as a liquid film flow rising along the side surface 16 is generated. That is, the side surface 16 preferably has a circular cross section perpendicular to the axial direction Y, but does not have to be a complete circle. Further, the tip portion 14A may have a truncated cone shape having a surface substantially parallel to a surface orthogonal to the axial direction Y. The dimension between the rotating shaft 15 and the side surface 16 may increase toward the rear end portion 14B at a constant ratio, or the rate of increase may vary.

(実験例)
繊維の製造装置1において、貯留タンク12は円柱形であり、その直径は約70mm、軸方向Yにおける寸法は約100mmである。貯留タンク12の周囲には加熱手段13として電熱線を巻き付け、原料液11が約50℃になるように貯留タンク12を加熱した。原料液11としては、5重量%濃度のポリビニルアルコール(PVA)水溶液にホウ砂を少量添加したものを200g用い、これに抗菌粒子のモデルとしてアルミニウム粉末少量を添加した。実用面において抗菌粒子としては、銀をゼオライトに担持させた銀粒子を用いることができる。
(Experimental example)
In the fiber manufacturing apparatus 1, the storage tank 12 has a cylindrical shape, a diameter of about 70 mm, and a dimension in the axial direction Y of about 100 mm. A heating wire was wound around the storage tank 12 as the heating means 13, and the storage tank 12 was heated so that the raw material liquid 11 became about 50 ° C. 200 g of a 5% by weight polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution with a small amount of borax added thereto was used as the raw material solution 11, and a small amount of aluminum powder was added thereto as a model of antibacterial particles. As practical antibacterial particles, silver particles in which silver is supported on zeolite can be used.

回転体14は、軸方向Yの寸法が約60mm、後端部14Bにおける直径が約60mm、側面16と回転軸15との角度が約30°である。リブ部17は、回転体14の後端部14Bに接触して設けられ、その直径は約150mm、軸方向Yの寸法(厚さ)は約2mmである。回転体14およびリブ部17は、約1000〜3000rpmの回転数で回転させた。回転させる駆動源18としてモータを用いた。駆動源18の回転前において、回転体14は約25mm、原料液11に含浸させた。   The rotating body 14 has a dimension in the axial direction Y of about 60 mm, a diameter at the rear end portion 14B of about 60 mm, and an angle between the side surface 16 and the rotating shaft 15 of about 30 °. The rib portion 17 is provided in contact with the rear end portion 14B of the rotating body 14, and has a diameter of about 150 mm and a dimension (thickness) in the axial direction Y of about 2 mm. The rotating body 14 and the rib portion 17 were rotated at a rotational speed of about 1000 to 3000 rpm. A motor was used as the drive source 18 for rotation. Prior to the rotation of the drive source 18, the rotating body 14 was impregnated with the raw material liquid 11 by about 25 mm.

捕集体21は、円柱形であり、回転体14の径方向外側に配置した。捕集体21の軸方向Yの寸法は約310mm、直径は約300mmである。リブ部17の端部17Aから捕集体21までの離間寸法は約70mmである。   The collection body 21 has a cylindrical shape and is disposed on the outer side in the radial direction of the rotating body 14. The size of the collector 21 in the axial direction Y is about 310 mm, and the diameter is about 300 mm. The separation dimension from the end portion 17A of the rib portion 17 to the collecting body 21 is about 70 mm.

図2は、この実験例において回転体14を回転させたときの貯留タンク12内における原料液11の様子を示したものであり、可視化のためにトレーサーとしてアルミニウム粉末を添加している。図示したように、回転体14を回転させると、回転体14の図面下方の原料液11には強い渦糸11Aを伴う循環渦が形成されることが確認された。渦糸11Aは、回転体14の回転軸とほぼ一致して貯留タンク12の底部まで延びる。このような循環渦が形成されることによって、回転体14の底部から上部への大規模な上昇循環流が作り出される。   FIG. 2 shows a state of the raw material liquid 11 in the storage tank 12 when the rotating body 14 is rotated in this experimental example, and aluminum powder is added as a tracer for visualization. As shown in the figure, it was confirmed that when the rotating body 14 was rotated, a circulating vortex accompanied by a strong vortex 11A was formed in the raw material liquid 11 below the rotating body 14 in the drawing. The vortex 11 </ b> A extends to the bottom of the storage tank 12 substantially coincident with the rotation axis of the rotating body 14. By forming such a circulation vortex, a large ascending circulation flow from the bottom to the top of the rotating body 14 is created.

回転体14には側面16を上昇する原料液11の液膜流が形成された。原料液11は、リブ部17において端部17Aに向かって延びる線条流を形成した。これは線条の原料液11がリブ部17をスリップしながら流れていることを示唆している。線条の原料液11は、端部17Aにおいてさらに径方向外側へと放出され引き伸ばされて、フィラメント状の繊維が生成された。生成された繊維は捕集体21によって捕集および積層され、不織布が形成された。   A liquid film flow of the raw material liquid 11 rising on the side surface 16 was formed on the rotating body 14. The raw material liquid 11 formed a linear flow extending in the rib portion 17 toward the end portion 17A. This suggests that the filament raw material liquid 11 flows while slipping on the rib portion 17. The filament raw material liquid 11 was further discharged and stretched radially outward at the end portion 17A, and filamentary fibers were generated. The produced | generated fiber was collected and laminated | stacked by the collection body 21, and the nonwoven fabric was formed.

上記のような実施例において、原料液11と捕集体21との間に電位差を設けるようにすることで、捕集体21による捕集率を向上させることができる。例えば、貯留タンク12に電圧を印加し、原料液11およびこれによって生成された繊維が負の電荷を帯びるようにすることで、捕集体21との間に電位差を設けることができる。   In the embodiment as described above, the collection rate by the collector 21 can be improved by providing a potential difference between the raw material liquid 11 and the collector 21. For example, by applying a voltage to the storage tank 12 so that the raw material liquid 11 and the fibers generated thereby have a negative charge, a potential difference can be provided between the collector 21 and the collector 21.

1 繊維の製造装置
2 不織布の製造装置
11 原料液
12 貯留タンク
13 加熱手段
14 回転体
14A 先端部
14B 後端部
15 回転軸
16 側面
17 リブ部
19 加熱手段
21 捕集体
Y 軸方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber manufacturing apparatus 2 Nonwoven fabric manufacturing apparatus 11 Raw material liquid 12 Storage tank 13 Heating means 14 Rotating body 14A Front end portion 14B Rear end portion 15 Rotating shaft 16 Side surface 17 Rib portion 19 Heating means 21 Collecting body Y axial direction

Claims (7)

溶融した熱可塑性樹脂を含む原料液を紡糸する繊維の製造装置であって、
前記原料液の貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留された前記原料液にその一部が含浸可能である回転体と、を備え、
前記回転体は、前記原料液の液面に直交する方向へ延びる回転軸と、前記回転軸に対して傾斜する側面とを有し、前記回転軸に直交する方向における前記回転軸から前記側面までの寸法が、前記原料液側に位置する先端部からその反対の後端部へと向かって大きくなり、
前記回転体の回転により、前記側面に沿って前記原料液が上昇する液膜流を生成させ、前記後端部において、前記原料液が分散されることによって紡糸されることを特徴とする繊維の製造装置。
An apparatus for producing fibers for spinning a raw material liquid containing a molten thermoplastic resin,
A storage tank of the raw material liquid, and a rotating body that can be partially impregnated in the raw material liquid stored in the storage tank,
The rotating body has a rotating shaft extending in a direction orthogonal to the liquid surface of the raw material liquid, and a side surface inclined with respect to the rotating shaft, from the rotating shaft to the side surface in a direction orthogonal to the rotating shaft. The dimension of increases from the front end located on the raw material liquid side toward the opposite rear end,
By rotating the rotating body, a liquid film flow in which the raw material liquid rises along the side surface is generated, and the fiber is spun by dispersing the raw material liquid at the rear end portion. manufacturing device.
前記原料液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の合成繊維の製造装置。   The synthetic fiber manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a heating unit configured to heat the raw material liquid. 前記回転体の前記後端部から、前記回転軸に直交する方向へと延出するリブ部をさらに設け、前記リブ部は、前記回転体の回転に伴って回転することを特徴とする請求項1または2記載の合成繊維の製造装置。   The rib portion extending in a direction orthogonal to the rotation axis from the rear end portion of the rotating body is further provided, and the rib portion rotates as the rotating body rotates. The synthetic fiber manufacturing apparatus according to 1 or 2. 溶融した熱可塑性樹脂を含む原料液を紡糸し、紡糸した繊維を捕集して不織布を製造する不織布の製造装置であって、
原料液の貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留された原料液にその一部が含浸可能である回転体と、前記繊維を捕集する捕集体と、を備え、
前記回転体は、前記原料液の液面に直交する方向へ延びる回転軸と、前記回転軸に対して傾斜する側面とを有し、前記回転軸に直交する方向における前記回転軸から前記側面までの寸法が、前記原料液側に位置する先端部からその反対の後端部へと向かって大きくなり、
前記回転体の回転により、前記側面に沿って前記原料液が上昇する液膜流を生成させ、前記後端部において、前記原料液が分散されることによって紡糸され前記繊維を生成するとともに、前記捕集体によって前記繊維が捕集されることを特徴とする不織布の製造装置。
A non-woven fabric production apparatus for producing a non-woven fabric by spinning a raw material liquid containing a molten thermoplastic resin and collecting the spun fibers,
A raw material liquid storage tank, a rotating body partly impregnable in the raw material liquid stored in the storage tank, and a collector for collecting the fibers,
The rotating body has a rotating shaft extending in a direction orthogonal to the liquid surface of the raw material liquid, and a side surface inclined with respect to the rotating shaft, from the rotating shaft to the side surface in a direction orthogonal to the rotating shaft. The dimension of increases from the front end located on the raw material liquid side toward the opposite rear end,
By rotating the rotating body, a liquid film flow in which the raw material liquid rises along the side surface is generated, and at the rear end portion, the raw material liquid is spun to generate the fiber to be spun. The said fiber is collected by the collection body, The manufacturing apparatus of the nonwoven fabric characterized by the above-mentioned.
前記捕集体は、前記回転体の前記側面より外側に位置するとともに環状に形成されることを特徴とする請求項4記載の不織布の製造装置。   The said collector is located in the outer side from the said side surface of the said rotary body, and is formed cyclically | annularly, The manufacturing apparatus of the nonwoven fabric of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記原料液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項4または5に記載の不織布の製造装置。   The apparatus for producing a nonwoven fabric according to claim 4 or 5, further comprising heating means for heating the raw material liquid. 前記回転体の前記後端部から、前記回転軸に直交する方向へと延出するリブ部をさらに設け、前記リブ部は、前記回転体の回転に伴って回転することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の不織布の製造装置。   The rib portion extending in a direction orthogonal to the rotation axis from the rear end portion of the rotating body is further provided, and the rib portion rotates as the rotating body rotates. The manufacturing apparatus of the nonwoven fabric in any one of 4-6.
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