JP2017226933A - Ultrafine fiber manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極細繊維製造装置に関する。 The present invention relates to an ultrafine fiber manufacturing apparatus.
静電紡糸法(電界紡糸法やエレクトロスピニング法ともいう)を用いて極細繊維(例えば、ナノ繊維)を製造する方法として、樹脂原料を溶媒に溶解させた樹脂原料溶液を用いる溶液静電紡糸法と、樹脂原料を加熱溶融させた溶融樹脂原料を用いる溶融静電紡糸法とを挙げることができる。このうち、溶融静電紡糸法によれば、溶媒を用いることなく極細繊維を製造できるため、環境に与える負荷を低減することができる。
従来、溶融静電紡糸法を実施可能な極細繊維製造装置が知られている。(例えば、特許文献1参照。)。
A solution electrostatic spinning method using a resin raw material solution in which a resin raw material is dissolved in a solvent as a method for producing ultrafine fibers (for example, nanofibers) using an electrostatic spinning method (also referred to as an electrospinning method or an electrospinning method) And a melt electrostatic spinning method using a molten resin raw material obtained by heating and melting a resin raw material. Among these, according to the melt electrospinning method, an ultrafine fiber can be produced without using a solvent, so that the load on the environment can be reduced.
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrafine fiber manufacturing apparatus capable of performing a melt electrospinning method is known. (For example, refer to Patent Document 1).
図14は、従来の極細繊維製造装置900の構成を示す図である。従来の極細繊維製造装置900は、図14に示すように、樹脂原料を溶融させる溶融槽910と、溶融槽910から供給された溶融樹脂原料を押し出す押出装置920と、押出装置920と紡糸部930とを連結する溶融樹脂原料流路928と、複数の金属製ノズル及び気流流路を有し、溶融樹脂原料を原料として極細繊維を紡糸する紡糸部930と、紡糸部930から溶融樹脂原料が吐出される方向に位置するコレクタ電極960と、複数の金属製ノズルとコレクタ電極960との間に電圧を印加する電源装置962と、気流流路に高温気流を供給する気流供給装置950と、気流を吸引する気流吸引部970と、製造された極細繊維を回収する回収装置980とを備える。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional ultrafine
従来の極細繊維製造装置900によれば、複数の金属製ノズル942それぞれの周囲に高温気流を流すことが可能となるため、金属製ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を遅くすることが可能となる。その結果、溶融樹脂原料の粘度が上昇する速度を遅くすることが可能となり、溶融静電紡糸法により細径の極細繊維を製造することが可能となる。
According to the conventional ultrafine
しかしながら、従来の極細繊維製造装置900では、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料の温度低下が発生する場合がある。金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料の温度低下が発生すると、溶融樹脂原料の粘度にばらつきが生じて溶融樹脂原料の移動が不安定になる、溶融樹脂原料の一部が固化して溶融樹脂原料が詰まる等、様々な不具合が発生しうる。このため、従来の極細繊維製造装置900では、場合によっては極細繊維を安定して製造することが困難となるという問題がある。
However, in the conventional ultrafine
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料が温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能であり、従来の極細繊維製造装置900よりも極細繊維を安定して製造することが可能な極細繊維製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to prevent the temperature of the molten resin raw material from being lowered in the vicinity of the metal nozzle. It is another object of the present invention to provide an ultrafine fiber manufacturing apparatus that can stably manufacture ultrafine fibers.
[1]本発明の極細繊維製造装置は、溶融樹脂原料を押し出す押出装置と、前記押出装置から押し出された前記溶融樹脂原料を吐出して極細繊維を製造するための複数の金属製ノズル、及び、前記複数の金属製ノズルそれぞれの周囲に形成された気流流路を有する紡糸部と、前記溶融樹脂原料が吐出される方向である第1方向に対して垂直な側から前記複数の金属製ノズルを加熱するノズル用ヒーターと、前記紡糸部から見て前記第1方向の側に位置するコレクタ電極と、前記複数の金属製ノズルと前記コレクタ電極との間に電圧を印加する電源装置と、前記気流流路に気流を供給する気流供給装置と、製造された前記極細繊維を回収する回収装置とを備えることを特徴とする。 [1] An ultrafine fiber production apparatus of the present invention includes an extrusion apparatus for extruding a molten resin raw material, a plurality of metal nozzles for producing the ultrafine fiber by discharging the molten resin raw material extruded from the extrusion apparatus, and A spinning section having an air flow channel formed around each of the plurality of metal nozzles, and the plurality of metal nozzles from a side perpendicular to a first direction in which the molten resin material is discharged. A heater for the nozzle that heats the collector, a collector electrode positioned on the first direction side when viewed from the spinning section, a power supply device that applies a voltage between the plurality of metal nozzles and the collector electrode, and An airflow supply device that supplies an airflow to the airflow passage and a recovery device that recovers the manufactured ultrafine fibers are provided.
[2]本発明の極細繊維製造装置においては、前記第1方向とは垂直な方向から見たとき、前記ノズル用ヒーターの基端は、前記複数の金属製ノズルの基端よりも前記第1方向逆方向側にあり、前記ノズル用ヒーターの先端は、前記複数の金属製ノズルの先端よりも前記第1方向順方向側にあることが好ましい。 [2] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, when viewed from a direction perpendicular to the first direction, the base end of the nozzle heater is more than the first end of the plurality of metal nozzles. It is preferable that the tip of the nozzle heater is on the opposite side in the direction, and the tip of the nozzle heater is on the forward side in the first direction with respect to the tips of the metal nozzles.
[3]本発明の極細繊維製造装置においては、前記ノズル用ヒーターは、前記複数の金属製ノズルを囲むように配置されていることが好ましい。 [3] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the nozzle heater is disposed so as to surround the plurality of metal nozzles.
[4]本発明の極細繊維製造装置においては、前記紡糸部は、前記溶融樹脂原料を分配して前記複数の金属製ノズルに導く第1導入路が形成された金属製の基端側ブロックと、前記基端側ブロックの先端側に位置し、前記複数の金属製ノズルそれぞれの周囲に前記気流流路が形成された先端側ブロックと、前記基端側ブロックの基端側に位置し、前記溶融樹脂原料を前記基端側ブロックに導く第2導入路が形成された絶縁ブロックとを有し、前記複数の金属製ノズルは、前記基端側ブロックと接触した状態で前記第1導入路の末端に配置され、前記基端側ブロックには、前記電源装置からの電源ラインが接続され、前記先端側ブロックには、前記気流供給装置からの前記高温気流を前記気流流路に導く気流導入路が形成されていることが好ましい。 [4] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to the present invention, the spinning section includes a metal proximal end block formed with a first introduction path that distributes the molten resin raw material and guides it to the plurality of metal nozzles. , Located on the distal end side of the proximal end block, the distal block on which the air flow channel is formed around each of the plurality of metal nozzles, and located on the proximal end side of the proximal block, An insulating block formed with a second introduction path that guides the molten resin material to the base end side block, and the plurality of metal nozzles are in contact with the base end side block in the first introduction path. An air flow introduction path arranged at the end, to which the power supply line from the power supply device is connected to the base end side block, and to guide the high-temperature air flow from the air flow supply device to the air flow channel Is preferred to be formed There.
[5]本発明の極細繊維製造装置においては、前記ノズル用ヒーターは、前記基端側ブロック、前記先端側ブロック及び前記絶縁ブロックを加熱することが好ましい。 [5] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the nozzle heater heats the proximal end side block, the distal end side block, and the insulating block.
[6]本発明の極細繊維製造装置においては、前記ノズル用ヒーターは、前記基端側ブロック、前記先端側ブロック及び前記絶縁ブロックを囲むように配置されていることが好ましい。 [6] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the nozzle heater is disposed so as to surround the proximal end side block, the distal end side block, and the insulating block.
[7]本発明の極細繊維製造装置においては、前記絶縁ブロックに接触し、前記絶縁ブロックを加熱する絶縁ブロック用ヒーターをさらに備えることが好ましい。 [7] The ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention preferably further includes a heater for an insulating block that contacts the insulating block and heats the insulating block.
[8]本発明の極細繊維製造装置においては、前記絶縁ブロックには、前記絶縁ブロック用ヒーターの形状に対応するヒーター用凹部が外表面に露出するように形成され、前記絶縁ブロック用ヒーターは、前記ヒーター用凹部に挿入されていることが好ましい。 [8] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, the insulating block is formed such that a heater recess corresponding to the shape of the insulating block heater is exposed on an outer surface, and the insulating block heater is It is preferable to be inserted in the heater recess.
[9]本発明の極細繊維製造装置においては、前記気流流路の位置における前記高温気流の温度は、120℃〜500℃の範囲内にあることが好ましい。 [9] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, the temperature of the high temperature airflow at the position of the airflow channel is preferably in the range of 120 ° C to 500 ° C.
[10]本発明の極細繊維製造装置においては、前記押出装置及び前記紡糸部は、保温ジャケットにより覆われていることが好ましい。 [10] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the extrusion apparatus and the spinning section are covered with a heat insulation jacket.
[11]本発明の極細繊維製造装置においては、前記金属製ノズルの先端には、複数の吐出孔が形成されていることが好ましい。 [11] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that a plurality of discharge holes are formed at the tip of the metal nozzle.
[12]本発明の極細繊維製造装置においては、前記ノズル用ヒーターの先端側に配置され、前記複数の金属製ノズルから吐出される前記溶融樹脂原料を加熱する先端側ヒーターをさらに備えることが好ましい。 [12] In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable to further include a tip side heater that is disposed on the tip side of the nozzle heater and that heats the molten resin material discharged from the plurality of metal nozzles. .
本発明の極細繊維製造装置によれば、複数の金属製ノズルのそれぞれの周囲に高温気流を流すことが可能となるため、従来の極細繊維製造装置900と同様に、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を遅くすることが可能となる。その結果、溶融樹脂原料の粘度が上昇する速度を遅くすることが可能となり、溶融静電紡糸法により細径の極細繊維を製造することが可能となる。
According to the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to flow a high-temperature air current around each of the plurality of metal nozzles. Therefore, as with the conventional ultrafine
また、本発明の極細繊維製造装置によれば、第1方向に対して垂直な側から複数の金属製ノズルを加熱するノズル用ヒーターを備えるため、金属製ノズルを重点的に加熱することが可能となり、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料が温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能となる。このため、本発明の極細繊維製造装置は、従来の極細繊維製造装置900よりも極細繊維を安定して製造することが可能な極細繊維製造装置となる。
Moreover, according to the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, since the nozzle heater for heating a plurality of metal nozzles from the side perpendicular to the first direction is provided, the metal nozzles can be heated preferentially. Thus, it is possible to prevent the temperature of the molten resin material from being lowered in the vicinity of the metal nozzle. For this reason, the ultrafine fiber manufacturing apparatus of this invention turns into an ultrafine fiber manufacturing apparatus which can manufacture an ultrafine fiber more stably than the conventional ultrafine
以下、本発明の極細繊維製造装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の構成要素の寸法や位置関係を厳密に反映したものではない。 Hereinafter, the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings. Each drawing is a schematic diagram, and does not necessarily reflect the actual dimensions and positional relationship of the components.
1.実施形態1に係る極細繊維製造装置1の構成
まず、実施形態に係る極細繊維製造装置1の構成について説明する。
図1は、実施形態1に係る極細繊維製造装置1の構成を示す図である。なお、紡糸部30については、後述する図2(b)に相当する断面図として表示している。
図2は、実施形態1における紡糸部30を説明するために示す図である。図2(a)は紡糸部30を長手方向に沿う平面で切断したときの縦断面図であり、図2(b)は紡糸部30を図2(a)のA1−A1に沿う平面で切断したときの断面図である。
1. Configuration of Ultrafine
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ultrafine
FIG. 2 is a view for explaining the
図3は、実施形態1における先端側ブロック44を説明するために示す図である。図3(a)は先端側ブロック44の上面図であり、図3(b)は先端側ブロック44を長手方向に沿う平面で切断したときの横断面図であり、図3(c)は先端側ブロック44を図3(b)のA2−A2線に沿う平面で切断したときの断面図であり、図3(d)は先端側ブロック44を図3(b)のA3−A3に沿う平面で切断したときの断面図である。
FIG. 3 is a view for explaining the distal
図4は、実施形態1におけるノズル用ヒーター48を説明するために示す図である。図4(a)はノズル用ヒーター48を長手方向に沿う平面で切断したときの縦断面図であり、図4(b)はノズル用ヒーター48の上面図である。図4においては、紡糸部30及び金属製ノズル40とノズル用ヒーター48との位置関係をわかりやすくするために、紡糸部30及び金属製ノズル40を破線で表示している。また、図4(a)においては、図面をわかりやすくするために、紡糸部30の後側に位置するノズル用ヒーター48については図示していない。
FIG. 4 is a view for explaining the
実施形態1に係る極細繊維製造装置は、図1に示すように、溶融槽10と、押出装置20と、紡糸部30と、ノズル用ヒーター48と、気流供給装置50と、コレクタ電極60と、電源装置62と、気流吸引部70と、回収装置80と、保温ジャケットJとを備える。以下、各構成要素について説明する。
As shown in FIG. 1, the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to
溶融槽10は、樹脂原料を溶融させて溶融樹脂原料を押出装置に供給する。溶融槽10は、ヒーター11により加熱することができる。また、溶融槽10には、真空ポンプ12及び窒素ライン13が接続されていて、溶融樹脂原料に含まれることがある空気を脱気して窒素に置換することができる。また、溶融槽10は、溶融樹脂原料を混練するための混練機構14を有する。
The
押出装置20は、溶融樹脂原料を押し出す装置であり、溶融槽10から供給された溶融樹脂原料を押し出す。押出装置20はピストンシリンダー式の押出装置であり、ピストン押出部26により溶融樹脂原料を押し出すことができる。なお、図1中、符号22は押出装置本体部を示し、符号24はピストン駆動部を示す。
The
押出装置20と紡糸部30とは、溶融樹脂原料流路28により連結されている。
なお、押出装置20と紡糸部30との間には、押出装置20から押し出された溶融樹脂原料を紡糸部30に向けて所定の速度で送る定量ポンプや、メッシュフィルター等が配設されていてもよい。定量ポンプとしては、例えば、ギアポンプを好適に用いることができる。
The
Between the
紡糸部30は、複数の金属製ノズル40及び気流流路47を有する。さらにいえば、紡糸部30は、図2に示すように、複数の金属製ノズル40以外にも、絶縁ブロック32と、基端側ブロック36と、気流流路47が形成された先端側ブロック44とを有する。以下、紡糸部30の構成要素について説明する。
The spinning
絶縁ブロック32は、基端側ブロック36の基端側に位置し、溶融樹脂原料を基端側ブロック36に導く第2導入路34が形成されている。なお、図2の符号37は溶融樹脂原料を導入する導入口を示す。
絶縁ブロック32においては、溶融樹脂原料が送られる方向に沿った厚さが10mm以上であり、30mm以上であることが好ましく、50mm以上であることが一層好ましい。
絶縁ブロック32は、絶縁性セラミックス又は絶縁性樹脂からなる。
The insulating
In the insulating
The insulating
絶縁性セラミックスとしては、アルミナ(酸化アルミニウム)、ジルコン(酸化ジルコニウム)、ステアタイト、スピネル、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ベリリア(酸化ベリリウム)、マグネシア(酸化マグネシウム)、ムライト、フォルステライト、磁器を好適に用いることができる。また、アルミナ(酸化アルミニウム)を特に好適に用いることができる。 Suitable insulating ceramics include alumina (aluminum oxide), zircon (zirconium oxide), steatite, spinel, aluminum nitride, boron nitride, beryllia (beryllium oxide), magnesia (magnesium oxide), mullite, forsterite, and porcelain. Can be used. Alumina (aluminum oxide) can be used particularly preferably.
絶縁性樹脂としては耐熱性のある樹脂を用いることができ、PBI樹脂(ポリベンゾイミダゾール樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、芳香族ポリアミド、PBO樹脂(ポリベンゾオキサゾール樹脂)、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂を好適に用いることができる。また、PBI樹脂(ポリベンゾイミダゾール樹脂)を特に好適に用いることができる。 As the insulating resin, a heat-resistant resin can be used. PBI resin (polybenzimidazole resin), PI resin (polyimide resin), aromatic polyamide, PBO resin (polybenzoxazole resin), phenol resin, urea resin Melamine resin, unsaturated polyester resin, and epoxy resin can be preferably used. Moreover, PBI resin (polybenzimidazole resin) can be used particularly suitably.
基端側ブロック36は、溶融樹脂原料を分配して複数の金属製ノズル40に導く第1導入路38が形成されている。基端側ブロック36は、金属製である。第1導入路38は、図2(a)に示すように、溶融樹脂原料を各金属製ノズル40に供給するため、基端側ブロック36中で分岐する構造を有する。
基端側ブロック36には、電源装置62からの電源ラインが、電源ライン接続端子42を介して接続されている。
基端側ブロック36を構成する材料には特に制限はないが、ステンレス鋼(具体例としては、SUS304及びSUS316)を好適に用いることができる。
The base
A power supply line from the
Although there is no restriction | limiting in particular in the material which comprises the base
複数の金属製ノズル40は、押出装置20から押し出された溶融樹脂原料を吐出して極細繊維を製造するためのものである。複数の金属製ノズル40は、基端側ブロック36と接触した状態で第1導入路38の末端に配置されている。
本明細書においては、「複数の金属製ノズルが基端側ブロックと接触した状態」とは、複数の金属製ノズルと基端側ブロックとが電気的に接触した状態(通電可能な状態)であることをいう。実施形態1における金属製ノズル40は、基端側が太く先端側が細い形状からなり、太い基端側が基端側ブロック36と接触している。
金属製ノズル40の先端には、1つの吐出孔41のみが形成されている(後述する図12(a)参照。)。吐出孔の直径(内径)は、例えば、0.4〜0.8mmとすることができる。
金属製ノズル40は、例えば、基端側ブロック36と同様の材料で構成することができる。
The plurality of
In the present specification, “the state in which the plurality of metal nozzles are in contact with the base end side block” is a state in which the plurality of metal nozzles and the base end side block are in electrical contact (a state in which energization is possible). Say something. The
Only one
The
先端側ブロック44は、基端側ブロック36の先端側に位置し、図3に示すように、複数の金属製ノズル40それぞれの周囲に気流流路47が形成されている。気流流路47は、溶融樹脂原料の吐出方向に沿う方向に向けて高温気流を流すものである。
先端側ブロック44には、気流供給装置50からの気流を気流流路47に導く気流導入路46も形成されている。また、気流導入路46は、図3(b)に示すように、気流供給装置50からの高温気流を各気流流路47に供給するため、先端側ブロック44中で分岐する構造を有する。
The distal
The
先端側ブロック44を構成する材料としては、ステンレス鋼(具体例としては、SUS304、SUS316)等の金属、アルミナ等の耐熱性セラミックス、PBI樹脂等の耐熱性樹脂を好適に用いることができる。
As a material constituting the distal
ノズル用ヒーター48は、第1方向D1に対して垂直な側(金属製ノズル40の側面側)から複数の金属製ノズル40を加熱する。さらにいえば、ノズル用ヒーター48は、金属製ノズル40だけでなく、基端側ブロック36、基端側ブロック36、先端側ブロック44及び絶縁ブロック32を加熱する。
第1方向D1とは垂直な方向から見たとき、図1及び図4(a)に示すように、ノズル用ヒーター48の基端は、複数の金属製ノズル40の基端よりも第1方向D1逆方向側にある。また、ノズル用ヒーター48の先端は、複数の金属製ノズル40の先端よりも第1方向D1順方向側にある。
The
When viewed from a direction perpendicular to the first direction D1, as shown in FIGS. 1 and 4A, the proximal end of the
なお、本明細書において「順方向」とは、第1方向に沿う方向のことをいう。このため、金属製ノズルを基準としてみた場合、順方向側とはコレクタ電極が存在する側である。また、「逆方向」とは、上記順方向とは逆の方向のことをいう。このため、金属製ノズルを基準としてみた場合、逆方向側とはコレクタ電極が存在する側と反対の側(実施形態1でいえば、押出装置20が存在する側)である。
In the present specification, the “forward direction” refers to a direction along the first direction. For this reason, when the metal nozzle is used as a reference, the forward direction side is the side where the collector electrode exists. The “reverse direction” means a direction opposite to the forward direction. For this reason, when the metal nozzle is taken as a reference, the reverse direction side is the side opposite to the side where the collector electrode is present (the side where the
ノズル用ヒーター48は、図4(b)に示すように、上面視したときに四角形の枠のように見える形状からなり、複数の金属製ノズル40を囲むように配置されている。さらにいえば、ノズル用ヒーター48は、複数の金属製ノズル40だけでなく、基端側ブロック36、基端側ブロック36、先端側ブロック44及び絶縁ブロック32を囲むように配置されている。
As shown in FIG. 4B, the
なお、本明細書においては、ノズル用ヒーターを含むヒーターと他の構成要素との位置関係とを示すときには、ヒーターにおける加熱部と他の構成要素との位置関係に着目して記載を行っている。加熱部とは、ヒーターの加熱対象となる構成要素を加熱するための部位であり、電熱線や電熱線を内蔵している部材等のそれ自体が発熱する部材からなる部位や、金属部材やヒートパイプ等発熱する部材と接続された伝熱性が高い部材からなる部位のことをいう。
また、各図面においては、ヒーターの位置として、上記した加熱部の位置を表示している。
In addition, in this specification, when showing the positional relationship between the heater including the nozzle heater and other components, the description is made focusing on the positional relationship between the heating unit in the heater and the other components. . The heating unit is a part for heating a component to be heated by the heater, and is a part made of a member that generates heat, such as a heating wire or a member containing a heating wire, a metal member, or a heat. It refers to a portion made of a member having high heat conductivity connected to a member that generates heat, such as a pipe.
Moreover, in each drawing, the position of the heating unit described above is displayed as the position of the heater.
本明細書において「ノズル用ヒーターが複数の金属製ノズルを囲む」とは、上面視したとき(第1方向に沿ってみたとき)にノズル用ヒーターが複数の金属製ノズルを囲むことをいうが、隙間なく配置したノズル用ヒーターにより複数の金属製ノズルを囲むことのみをいうのではない。ノズル用ヒーターは、上面視したときに金属製ノズルをおおよそ囲んでいればよく、例えば、一定間隔又は任意の間隔で配置した複数のノズル用ヒーターにより複数の金属製ノズルを囲むようにしてもよい。ノズル用ヒーターが、基端側ブロック、先端側ブロック及び絶縁ブロックについて加熱する場合も、上記と同様である。 In the present specification, “the nozzle heater surrounds the plurality of metal nozzles” means that the nozzle heater surrounds the plurality of metal nozzles when viewed from above (when viewed along the first direction). It does not simply mean that a plurality of metal nozzles are surrounded by nozzle heaters arranged without gaps. The nozzle heater only needs to surround the metal nozzle when viewed from above, and for example, the plurality of metal nozzles may be surrounded by a plurality of nozzle heaters arranged at regular intervals or at arbitrary intervals. The same applies to the case where the nozzle heater heats the proximal block, the distal block, and the insulating block.
気流供給装置50は、気流流路47に気流を供給する装置である。気流供給装置50は、図1に示すように、気流を発生するブロアー52と、ブロアー52からの気流を加熱する加熱部54と、加熱部54の周囲に配設されたヒーター56とを有する。
気流供給装置50からの高温気流は、紡糸部30の先端側ブロック44の気流導入路46に導入されることとなる。気流供給装置50は、気流流路47の位置における高温気流の温度が120℃〜500℃の範囲内にある温度になるようにヒーター56の出力を調整可能である。
The
The high temperature airflow from the
コレクタ電極60は、紡糸部30から見て第1方向D1の側に位置する。コレクタ電極60には、電源装置62の一方の端子が接続されている。
The
電源装置62は、複数の金属製ノズル40とコレクタ電極60との間に電圧(例えば、5〜100kV)を印加する装置である。
The
気流吸引部70は、コレクタ電極60における紡糸部30との反対側の位置に配設され、気流を吸引する。気流吸引部70は、気流吸引装置74(例えば、ポンプやファン)と接続されている。
The
回収装置80は、製造された極細繊維を回収する装置である。回収装置80は、コレクタ電極60における紡糸部30の位置に配設され、気流通過用の多数の孔が形成されているコンベア機構を有する。
回収装置80は、不織布などの基材を繰り出す繰り出しローラー81と、基材を送る送りローラー82と、基材を巻き取る巻き取りローラー83と、コレクタ電極60における紡糸部30側に位置し、気流通過用の多数の孔が形成されているコンベアメッシュ84とを有する。
The
The
保温ジャケットJは、押出装置20及び紡糸部30を覆うように配置されている。
The heat insulation jacket J is disposed so as to cover the
2.実施形態1に係る極細繊維製造装置1を用いた極細繊維製造方法
次に、実施形態1に係る極細繊維製造装置1を用いた極細繊維製造方法について簡単に説明する。
2. Next, an ultrafine fiber manufacturing method using the ultrafine
まず、適量の樹脂原料(例えば、ペレット状のポリプロピレン)を溶融槽10に投入する。その後、真空ポンプ12で溶融槽10の中を減圧した後、窒素ガスを導入して溶融槽10の中の空間を窒素ガスで置換する。その後、混練機構14により樹脂原料を混練しながら、溶融槽10を所定温度(例えば150℃〜290℃)に加熱することにより、樹脂原料を溶融させる。このとき、押出装置20、ノズル用ヒーター48を所定温度(例えば150℃〜290℃)に加熱するとともに、気流流路47に気流供給装置50から高温気流(例えば120℃〜500℃)を流すことによって、紡糸部30、特に金属製ノズル40近辺を十分に加熱する。
First, an appropriate amount of resin raw material (for example, pellet-shaped polypropylene) is charged into the
次に、開閉バルブ18を開いて、溶融樹脂原料を押出装置20に供給する。
次に、押出装置20により送り出された溶融樹脂原料を、溶融樹脂原料流路28を通じて所定速度で紡糸部30に向けて送る。
Next, the opening / closing
Next, the molten resin raw material sent out by the
次に、溶融樹脂原料を、絶縁ブロック32の導入口33及び第2導入路34並びに基端側ブロック36の導入口37及び第1導入路38を介して複数の金属製ノズル40に送る。このとき、複数の金属製ノズル40それぞれの周囲に形成された気流流路47には気流供給装置50から高温気流が流された状態であり、かつ、基端側ブロック36とコレクタ電極60との間に所定の電圧(例えば、5〜100kV)が印加された状態であるため、溶融樹脂原料は勢いよく複数の金属製ノズル40から吐出され、枝分かれして極細繊維になりながらコレクタ電極60に向かう。
Next, the molten resin raw material is sent to the plurality of
このとき、コレクタ電極60における紡糸部30側のメッシュ上においては基材110が送られた状態にあるため、基材110上に極細繊維が堆積し、これにより、極細繊維が基材110上に回収されることとなる。
At this time, since the
3.実施形態1に係る極細繊維製造装置1の効果
実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、複数の金属製ノズル40それぞれの周囲に高温気流を流すことが可能となるため、従来の極細繊維製造装置900と同様に、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を遅くすることが可能となる。その結果、溶融樹脂原料の粘度が上昇する速度を遅くすることが可能となり、溶融静電紡糸法により細径の極細繊維を製造することが可能となる。
3. Advantages of the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、第1方向D1に対して垂直な側から複数の金属製ノズル40を加熱するノズル用ヒーター48を備えるため、金属製ノズルを重点的に加熱することが可能となり、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料が温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能となる。このため、実施形態1に係る極細繊維製造装置1は、従来の極細繊維製造装置900よりも極細繊維を安定して製造することが可能な極細繊維製造装置となる。
In addition, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、溶融樹脂原料の吐出方向に沿った方向に向けて気流を流すため、溶融樹脂原料を金属製ノズルからスムーズに吐出させることが可能となる。
In addition, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、第1方向D1とは垂直な方向から見たとき、ノズル用ヒーター48の基端は、複数の金属製ノズル40の基端よりも第1方向D1逆方向側にあるため、高温気流により加熱することが難しい金属製ノズルの基端側を加熱することが可能となり、金属製ノズルの基端側における溶融樹脂原料の詰まり等を抑制することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、第1方向D1とは垂直な方向から見たとき、ノズル用ヒーター48の先端が複数の金属製ノズル40の先端よりも第1方向D1順方向側にあるため、金属製ノズルの先端まで加熱することが可能となり、かつ、金属製ノズルの先端付近の空間についても加熱することが可能となる。このため、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を一層遅くすることが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、ノズル用ヒーター48は、複数の金属製ノズル40を囲むように配置されているため、金属製ノズルを比較的均等に加熱することが可能となり、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料が部分的に温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
ところで、溶融樹脂原料を分配して複数の金属製ノズルに導く箇所、つまり、基端側ブロック36の第1導入路38においては、溶融樹脂原料の流れが部分的に滞りやすいことから、溶融樹脂原料の温度が低下しやすい。実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、基端側ブロック36が金属製であるため、溶融樹脂原料の温度が低下しやすい第1導入路に外部からの熱を伝えやすくなり、その結果、溶融樹脂原料の温度低下に伴う樹脂原料の詰まりや製造する極細繊維の品質の低下を抑制することが可能となる。
By the way, in the location where the molten resin raw material is distributed and led to a plurality of metal nozzles, that is, in the
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、紡糸部30が、気流流路47が形成された先端側ブロック44を有するため、溶融樹脂原料の吐出方向に沿った方向に向けて気流を流すことが可能となる。
Further, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、紡糸部30が絶縁ブロック32を有するため、極細繊維を製造するために電圧を印加したときでも、紡糸部と押出装置との間で十分な絶縁を取ることが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、複数の金属製ノズル40と接している基端側ブロック36に電源装置62からの電源ラインが接続されているため、複数の金属製ノズルとコレクタ電極との間に電圧を印加することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、絶縁ブロック32が基端側ブロック36の基端側に配置されているため、絶縁ブロックが基端側ブロックの先端側に配置されている場合と比較して、溶融樹脂原料の温度が低下しやすい箇所を有する基端側ブロックを、金属製ノズルと近い位置に配置できる。このため、ノズル用ヒーターを用いて金属製ノズルとともに基端側ブロックを加熱することで、溶融樹脂原料の温度低下に伴う樹脂原料の詰まりや製造する極細繊維の品質の低下を高い確度で抑制することが可能となる。
Moreover, according to the
ところで、分配された後の溶融樹脂原料は、分配される前と比較して1つの流れあたりの流量が減少するため、外部の温度の影響を受けやすくなる。実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、絶縁ブロック32が基端側ブロック36の基端側に配置されているため、絶縁ブロックが基端側ブロックの先端側に配置されている場合と比較して、外部の温度の影響を受けやすくなる部分を短くすることができる。この観点からも、溶融樹脂原料の温度低下に伴う樹脂原料の詰まりや製造する極細繊維の品質の低下を高い確度で抑制することが可能となる。
By the way, since the flow rate per one flow of the molten resin raw material after the distribution is reduced as compared with that before the distribution, the molten resin raw material is easily affected by the external temperature. According to the
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、ノズル用ヒーター48は、基端側ブロック36、先端側ブロック44及び絶縁ブロック32を加熱するため、金属製ノズルだけでなく周囲の構成要素も十分に加熱することが可能となり、その結果、極細繊維を一層安定して製造することが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、ノズル用ヒーター48は、基端側ブロック36、先端側ブロック44及び絶縁ブロック32を囲むように配置されているため、金属製ノズルだけでなく周囲の構成要素も比較的均一に加熱することが可能となり、その結果、紡糸部全体について溶融樹脂原料が部分的に温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、気流流路47の位置における気流の温度は、120℃〜500℃の範囲内にあるため、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を十分に遅くすることが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、押出装置20及び紡糸部30は、保温ジャケットJにより覆われているため、押出装置20及び紡糸部30に至る領域で溶融樹脂材料の温度が低下するのを抑制することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、気流吸引部70を備えるため、紡糸部から流れ出す高温気流の流れを安定化することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
また、実施形態1に係る極細繊維製造装置1によれば、回収装置80は、コレクタ電極60における紡糸部30側の位置に配設され、気流通過用の多数の孔が形成されているコンベア機構であるコンベアメッシュ84を有するため、気流吸引部の働きを阻害することなく極細繊維を回収することが可能となる。
Moreover, according to the ultrafine
[実施形態2]
図5は、実施形態2に係る極細繊維製造装置2の構成を示す図である。
図6は、実施形態2における紡糸部30Aを説明するために示す図である。図6(a)は紡糸部30Aを長手方向に沿う平面で切断したときの縦断面図であり、図6(b)は紡糸部30Aを図6(a)のA1−A1に沿う平面で切断したときの断面図である。なお、図6(b)においては、絶縁ブロック用ヒーター49の位置を破線で表示している。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the ultrafine
FIG. 6 is a view for explaining the
実施形態2に係る極細繊維製造装置2は、基本的には実施形態1に係る極細繊維製造装置1と同様の構成を有するが、紡糸部の構成が実施形態1に係る極細繊維製造装置1の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係る極細繊維製造装置2は、図5及び図6に示すように、紡糸部30Aにおいて、絶縁ブロック32Aに接触し、絶縁ブロック32Aを加熱する絶縁ブロック用ヒーター49を備える。
また、絶縁ブロック32Aには、絶縁ブロック用ヒーター49の形状(実施形態2においては棒状の形状)に対応するヒーター用凹部35が外表面に露出するように形成されている。絶縁ブロック用ヒーター49は、ヒーター用凹部35に挿入されている。
The ultrafine
The insulating
このように、実施形態2に係る極細繊維製造装置2は、紡糸部の構成が実施形態1に係る極細繊維製造装置1の場合とは異なるが、第1方向D1に対して垂直な側から複数の金属製ノズル40を加熱するノズル用ヒーター48を備えるため、実施形態1に係る極細繊維製造装置1と同様に、金属製ノズルを重点的に加熱することが可能となり、金属製ノズル近辺で溶融樹脂原料が温度低下を起こしてしまうことを防止することが可能となる。このため、実施形態2に係る極細繊維製造装置2も、従来の極細繊維製造装置900よりも極細繊維を安定して製造することが可能な極細繊維製造装置となる。
As described above, the ultrafine
また、実施形態2に係る極細繊維製造装置2によれば、絶縁ブロック用ヒーター49を備えるため、材料の性質上熱伝導率が低い場合が多い絶縁ブロックを重点的に加熱し、絶縁ブロックにおいて溶融成形材料の温度が低下してしまうのを抑制することが可能となる。
In addition, according to the ultrafine
また、実施形態2に係る極細繊維製造装置2によれば、絶縁ブロック32Aにはヒーター用凹部35が外表面に露出するように形成され、絶縁ブロック用ヒーター49はヒーター用凹部35に挿入されているため、絶縁ブロック用ヒーターと第2導入路とを近づけることで、絶縁ブロック用ヒーター49からの熱を第2導入路に伝わりやすくすることが可能となる。
Further, according to the ultrafine
なお、実施形態2に係る極細繊維製造装置2は、紡糸部の構成以外の点については実施形態1に係る極細繊維製造装置1と同様の構成を有するため、実施形態1に係る極細繊維製造装置1が有する効果のうち該当する効果を有する。
In addition, since the ultrafine
以上、本発明の極細繊維製造装置及び極細繊維製造方法を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 As mentioned above, although the ultrafine fiber manufacturing apparatus and ultrafine fiber manufacturing method of this invention were demonstrated based on said each embodiment, this invention is not limited to this, It implements in the range which does not deviate from the summary. For example, the following modifications are possible.
(1)上記各実施形態においては、押出装置としてピストンシリンダー式の押出装置20を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図7は、変形例1に係る極細繊維製造装置3の構成を示す図である。図8は、変形例1における押出装置90を説明するために示す図である。図8(a)は押出装置90の横断面図であり、図8(b)は押出装置90の縦断面図である。変形例1に係る極細繊維製造装置3は、溶融槽10の代わりにホッパ100,102を備え、ピストンシリンダー式の押出装置20の代わりに二軸式の押出装置90を備える。押出装置90は、内部空間93に2つのスクリュー95が配設されている。なお、図8中、符号101,103は開閉バルブを示し、符号92は導入部を示し、符号94は導出部を示し、符号96モーターを示し、符号98はヒーターを示す。ホッパ100は主原料(主樹脂原料)を供給するホッパであり、ホッパ102は副原料(例えば添加物)を供給するホッパである。本発明の極細繊維製造装置においては、図7及び図8に示すように、ピストンシリンダー式以外の押出装置を用いてもよい。
(1) In each of the above embodiments, the piston-cylinder
(2)上記各実施形態においては、回収装置80のような回収装置を採用して説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。図9は、変形例2に係る極細繊維製造装置4の構成を示す図である。変形例2に係る極細繊維製造装置4の回収装置80Aは、不織布の送り速度に同期して回転する回転式のコンベアドラム85を有する。コンベアドラム85には、気流通過用の多数の孔が形成されている。図10は、変形例3に係る極細繊維製造装置5の構成を示す図である。変形例3に係る極細繊維製造装置5の回収装置80Bは、紡糸部30と対向する領域86のみに気流通過用の多数の孔が形成され、紡糸部30と対向しない領域87には気流通過用の孔が形成されていない固定式のコンベアドラム88を有する。図11は、変形例4に係る極細繊維製造装置6の構成を示す図である。変形例5に係る極細繊維製造装置6の回収装置80Cは、巻き取りローラー83の巻き取り速度に同期して循環する循環式のコンベアベルト89を有する。コンベアベルト89には、気流通過用の多数の孔が形成されている。本発明の極細繊維製造装置においては、例えば、上記の図9〜図11に示すような回収装置を採用してもよい。
(2) In each of the above embodiments, the description has been made by adopting the collection device such as the
(3)本発明の極細繊維製造装置においては、気流導入路は、高温気流が金属製ノズルから極細繊維が吐出される方向ベクトルをもって、かつ、金属製ノズルを挟んで両側から高温気流流路に導入されるよう構成されていてもよい。 (3) In the ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention, the air flow introduction path has a direction vector in which the high temperature air flow is discharged from the metal nozzle and the hot air flow channel from both sides across the metal nozzle. It may be configured to be introduced.
(4)上記各実施形態においては、極細繊維からなる不織布を、不織布が基材110上に堆積された形で回収しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、極細繊維からなる不織布を、基材から引き剥がした形で回収することとしてもよい。また、極細繊維からなる不織布を、基材と一部一体化された形で回収することとしてもよい。
(4) In each of the above embodiments, the nonwoven fabric made of ultrafine fibers is collected in a form in which the nonwoven fabric is deposited on the
(5)上記各実施形態においては、例えば図1に示すように、紡糸部30から鉛直下方向に位置するコレクタ電極60に向けて紡糸部30から溶融樹脂原料を吐出する、いわゆる縦型の構成を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、紡糸部から水平方横方向に位置するコレクタ電極に向けて紡糸部から溶融樹脂原料を吐出する、いわゆる横型の構成を有するものであってもよい。
(5) In each of the above embodiments, for example, as shown in FIG. 1, a so-called vertical configuration in which the molten resin material is discharged from the spinning
(6)上記各実施形態においては、金属製ノズル40の先端には1つの吐出孔41のみが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
図12は、実施形態1における金属製ノズル40及び変形例5における金属製ノズル40a,40bの先端を示す拡大模式図である。図12(a)は金属製ノズル40の先端を示す図であり、図12(b)は金属製ノズル40aの先端を示す図であり、図12(c)は金属製ノズル40bの先端を示す図である。なお、図12は、各金属製ノズルの先端を、溶融樹脂原料の吐出軸に沿って、第1方向D1逆方向側に向かって見た図である。図12における符号41,41a,41bで示すのは、溶融樹脂原料を吐出するための吐出孔である。図12においては、各金属製ノズルの最先端部のみを表示する。
(6) In each of the above embodiments, only one
FIG. 12 is an enlarged schematic diagram illustrating the tips of the
例えば、図12(b),(c)に示すように、金属製ノズルの先端には、複数の吐出孔が形成されていてもよい。このような構成とすることにより、吐出される溶融樹脂原料の流れを金属製ノズル先端で細分化することが可能となり、その結果、溶融樹脂原料を一層均一に吐出することが可能となり、かつ、溶融樹脂原料を一層細く吐出することが可能となる。
なお、上記のような構成とすると、金属製ノズルの先端において溶融樹脂原料が滞留して温度が下がりやすくなることが考えられる。しかし、本発明の極細繊維製造装置は金属製ノズルを加熱するノズル用ヒーターを備えるため、金属製ノズルの先端に複数の吐出孔が形成されている場合であっても、金属製ノズルの先端において溶融樹脂原料が滞留して温度が下がるのを抑制することが可能となる。
For example, as shown in FIGS. 12B and 12C, a plurality of discharge holes may be formed at the tip of the metal nozzle. By adopting such a configuration, it becomes possible to subdivide the flow of the molten resin raw material to be discharged at the tip of the metal nozzle, and as a result, the molten resin raw material can be discharged more uniformly, and The molten resin material can be discharged more finely.
In addition, if it is set as the above structures, it is possible that a molten resin raw material stays in the front-end | tip of metal nozzles, and temperature falls easily. However, since the apparatus for producing ultrafine fibers of the present invention includes a nozzle heater for heating the metal nozzle, even if a plurality of discharge holes are formed at the tip of the metal nozzle, the tip of the metal nozzle It is possible to prevent the molten resin material from staying and the temperature from decreasing.
複数の吐出孔の数及び形状は図12(b),(c)に記載したものに限定されるものではない。複数の吐出孔は、例えば、金属製ノズルの先端を一度塞いだ上で穿孔を行うことにより形成することができる。また、複数の吐出孔は、例えば、1つの吐出孔のみが形成されている金属製ノズルの先端に網状の部品を取り付けることによっても形成することができる。 The number and shape of the plurality of discharge holes are not limited to those shown in FIGS. The plurality of discharge holes can be formed, for example, by closing the tip of a metal nozzle once and performing perforation. The plurality of discharge holes can also be formed, for example, by attaching a net-like component to the tip of a metal nozzle in which only one discharge hole is formed.
(7)本発明の極細繊維製造装置は、ノズル用ヒーターの先端側に配置され、複数の金属製ノズルから吐出される溶融樹脂原料を加熱する先端側ヒーターをさらに備えていてもよい。図13は、変形例6における先端側ヒーター120を説明するために示す図である。図13(a)は先端側ヒーター120及びノズル用ヒーター48を長手方向に沿う平面で切断したときの縦断面図であり、図13(b)は先端側ヒーター120及びノズル用ヒーター48を図2(a)のA1−A1に相当する平面で切断したときの断面図であり、図13(c)は先端側ヒーター120及びノズル用ヒーター48の上面図である。図13においては、紡糸部30及び金属製ノズル40と先端側ヒーター120及びノズル用ヒーター48との位置関係をわかりやすくするために、紡糸部30及び金属製ノズル40を破線で表示している。また、図13(a),(b)においては、図面をわかりやすくするために、紡糸部30の後側に位置する先端側ヒーター120及びノズル用ヒーター48については図示していない。
(7) The ultrafine fiber manufacturing apparatus of the present invention may further include a tip-side heater that is disposed on the tip side of the nozzle heater and that heats the molten resin material discharged from a plurality of metal nozzles. FIG. 13 is a view for explaining the front
先端側ヒーター120は、図13に示すように、ノズル用ヒーター48の先端側に配置されている。先端側ヒーター120のヒーターとしての構成は、ノズル用ヒーター48と同様である。先端側ヒーター120は、ノズル用ヒーター48と直接接するように配置されていてもよいし、スペーサー等を介して配置されていてもよいし、完全に離隔して配置されていてもよいが、ノズル用ヒーター48の先端と先端側ヒーター120との間の隙間(加熱部ではない部分)は小さい方がよい。この観点からは、先端側ヒーター120は、ノズル用ヒーター48と少なくとも1点において直接接するように配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、吐出された溶融樹脂原料を直接加熱することが可能となり、その結果、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度を一層遅くすることが可能となる。
The
With this configuration, the discharged molten resin material can be directly heated, and as a result, the rate at which the molten resin material discharged from the nozzle is cooled can be further reduced.
また、ノズル用ヒーター120は、複数の金属製ノズル40から吐出される溶融樹脂原料を囲むように配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、複数の金属製ノズルから吐出される溶融樹脂原料を比較的均等に加熱することが可能となる。
The
By setting it as such a structure, it becomes possible to heat the molten resin raw material discharged from several metal nozzles comparatively equally.
また、先端側ヒーター120は、複数の金属製ノズル40から溶融樹脂原料が吐出されるときにおける溶融樹脂原料が拡散する範囲には干渉しないように、角度を付けて配置されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、先端側ヒーターを吐出される溶融樹脂原料に全体的に近づけることが可能となり、その結果、ノズルから吐出された溶融樹脂原料が冷却される速度をより一層遅くすることが可能となる。
Moreover, it is preferable that the front
By adopting such a configuration, it becomes possible to bring the tip side heater close to the molten resin material to be discharged as a whole, and as a result, the rate at which the molten resin material discharged from the nozzle is cooled is further reduced. It becomes possible.
1,2,3,4,5,6…極細繊維製造装置、10…溶融槽、11,56…ヒーター、12…真空ポンプ、13…窒素ライン、14…混練機構、18…開閉バルブ、20,90…押出装置、26…ピストン押出部、28…溶融樹脂原料流路、30,30A…紡糸部、32,32A…絶縁ブロック、33,37…導入口、34…第2導入路、35…ヒーター用凹部、36…基端側ブロック、38…第1導入路、40,40a,40b…金属製ノズル、41,41a,41b…吐出孔、42…電源ライン接続端子、44…先端側ブロック、46…気流導入路、47…気流流路、48…ノズル用ヒーター、49…絶縁ブロック用ヒーター、50…気流供給装置、52…ブロアー、54…加熱部、60…コレクタ電極、62…電源装置、70…気流吸引部、74…気流吸引装置、80,80A,80B,80C…回収装置、81…繰り出しローラー、82…送りローラー、83…巻き取りローラー、84…コンベアメッシュ、85…コンベアドラム、86…紡糸部と対向する領域、87…紡糸部と対向しない領域、88…コンベアドラム、89…コンベアベルト、93…内部空間、95…スクリュー、100,102…ホッパ、110…基材、120…先端側ヒーター、D1…第1方向、J…保温ジャケット
1, 2, 3, 4, 5, 6 ... fine fiber manufacturing apparatus, 10 ... melting tank, 11, 56 ... heater, 12 ... vacuum pump, 13 ... nitrogen line, 14 ... kneading mechanism, 18 ... open / close valve, 20, DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記押出装置から押し出された前記溶融樹脂原料を吐出して極細繊維を製造するための複数の金属製ノズル、及び、前記複数の金属製ノズルそれぞれの周囲に形成された気流流路を有する紡糸部と、
前記溶融樹脂原料が吐出される方向である第1方向に対して垂直な側から前記複数の金属製ノズルを加熱するノズル用ヒーターと、
前記紡糸部から見て前記第1方向の側に位置するコレクタ電極と、
前記複数の金属製ノズルと前記コレクタ電極との間に電圧を印加する電源装置と、
前記気流流路に気流を供給する気流供給装置と、
製造された前記極細繊維を回収する回収装置とを備えることを特徴とする極細繊維製造装置。 An extrusion device for extruding a molten resin raw material;
A spinning section having a plurality of metal nozzles for producing ultrafine fibers by discharging the molten resin raw material extruded from the extrusion device, and an air flow channel formed around each of the plurality of metal nozzles When,
A nozzle heater for heating the plurality of metal nozzles from a side perpendicular to a first direction in which the molten resin material is discharged;
A collector electrode located on the first direction side as seen from the spinning section;
A power supply device for applying a voltage between the plurality of metal nozzles and the collector electrode;
An air flow supply device for supplying an air flow to the air flow path;
An ultrafine fiber manufacturing apparatus, comprising: a recovery device that recovers the manufactured ultrafine fiber.
前記第1方向とは垂直な方向から見たとき、
前記ノズル用ヒーターの基端は、前記複数の金属製ノズルの基端よりも前記第1方向逆方向側にあり、
前記ノズル用ヒーターの先端は、前記複数の金属製ノズルの先端よりも前記第1方向順方向側にあることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to claim 1,
When viewed from a direction perpendicular to the first direction,
The proximal end of the nozzle heater is on the opposite side in the first direction than the proximal ends of the plurality of metal nozzles,
The tip of the heater for nozzles is located in the forward direction side of the 1st direction rather than the tip of a plurality of metal nozzles.
前記ノズル用ヒーターは、前記複数の金属製ノズルを囲むように配置されていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The nozzle heater is disposed so as to surround the plurality of metal nozzles.
前記紡糸部は、
前記溶融樹脂原料を分配して前記複数の金属製ノズルに導く第1導入路が形成された金属製の基端側ブロックと、
前記基端側ブロックの先端側に位置し、前記複数の金属製ノズルそれぞれの周囲に前記気流流路が形成された先端側ブロックと、
前記基端側ブロックの基端側に位置し、前記溶融樹脂原料を前記基端側ブロックに導く第2導入路が形成された絶縁ブロックとを有し、
前記複数の金属製ノズルは、前記基端側ブロックと接触した状態で前記第1導入路の末端に配置され、
前記基端側ブロックには、前記電源装置からの電源ラインが接続され、
前記先端側ブロックには、前記気流供給装置からの前記高温気流を前記気流流路に導く気流導入路が形成されていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 1-3,
The spinning section is
A metal base end block formed with a first introduction path for distributing the molten resin raw material and guiding it to the plurality of metal nozzles;
Located on the distal end side of the proximal end block, the distal block in which the air flow channel is formed around each of the plurality of metal nozzles,
An insulating block that is located on the base end side of the base end side block and has a second introduction path that guides the molten resin raw material to the base end side block;
The plurality of metal nozzles are arranged at the end of the first introduction path in contact with the base end side block,
A power supply line from the power supply device is connected to the base end side block,
The ultrafine fiber manufacturing apparatus, wherein an air flow introduction path for guiding the high temperature air flow from the air flow supply apparatus to the air flow path is formed in the tip side block.
前記ノズル用ヒーターは、前記基端側ブロック、前記先端側ブロック及び前記絶縁ブロックを加熱することを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to claim 4,
The nozzle heater heats the proximal end side block, the distal end side block, and the insulating block.
前記ノズル用ヒーターは、前記基端側ブロック、前記先端側ブロック及び前記絶縁ブロックを囲むように配置されていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to claim 5,
The nozzle heater is disposed so as to surround the base end side block, the tip end side block, and the insulating block.
前記絶縁ブロックに接触し、前記絶縁ブロックを加熱する絶縁ブロック用ヒーターをさらに備えることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 4-6,
An ultrafine fiber manufacturing apparatus, further comprising an insulating block heater that contacts the insulating block and heats the insulating block.
前記絶縁ブロックには、前記絶縁ブロック用ヒーターの形状に対応するヒーター用凹部が外表面に露出するように形成され、
前記絶縁ブロック用ヒーターは、前記ヒーター用凹部に挿入されていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus according to claim 7,
The insulating block is formed such that a heater recess corresponding to the shape of the heater for the insulating block is exposed on the outer surface,
The ultrafine fiber manufacturing apparatus, wherein the insulating block heater is inserted into the heater recess.
前記気流流路の位置における前記高温気流の温度は、120℃〜500℃の範囲内にあることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 1-8,
The apparatus for producing ultrafine fibers, wherein the temperature of the high-temperature airflow at the position of the airflow channel is in a range of 120 ° C to 500 ° C.
前記押出装置及び前記紡糸部は、保温ジャケットにより覆われていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 1-9,
The extrusion apparatus and the spinning section are covered with a heat insulation jacket.
前記金属製ノズルの先端には、複数の吐出孔が形成されていることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 1-10,
An ultrafine fiber manufacturing apparatus, wherein a plurality of discharge holes are formed at a tip of the metal nozzle.
前記ノズル用ヒーターの先端側に配置され、前記複数の金属製ノズルから吐出される前記溶融樹脂原料を加熱する先端側ヒーターをさらに備えることを特徴とする極細繊維製造装置。 In the ultrafine fiber manufacturing apparatus in any one of Claims 1-11,
An ultrafine fiber manufacturing apparatus, further comprising a tip side heater that is disposed on a tip side of the nozzle heater and heats the molten resin material discharged from the plurality of metal nozzles.
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