JP2020190051A - 極細フィラメントの製造装置及びこれを含む不織布の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極細フィラメントの製造装置及びこれを含む不織布の製造装置を提供する。本発明による極細フィラメントの製造装置は、原フィラメントを溶融延伸することによって極細フィラメントを製造するように構成される。また、本発明による不織布の製造装置は、前記極細フィラメントの製造装置を含み、前記極細フィラメントの製造装置によって製造された極細フィラメントを集積して不織布を製造するように構成される。ここで、「極細フィラメント」とは、主に平均直径(平均繊維径)が1μm未満のいわゆるナノファイバーのことをいう。但し、これに限られるものではなく、平均繊維径が10μm未満の繊維も「極細フィラメント」に含まれるものとする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1の要部の概略構成を示す図である。図1に示されるように、第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1は、原フィラメント供給装置2と、圧縮空気供給装置3と、ノズル4と、レーザー照射装置5と、を含む。
図7は、本発明の第2実施形態に係る極細フィラメントの製造装置11の要部の概略構成を示す図である。第2実施形態に係る極細フィラメントの製造装置11は、ほぼ同時に複数の極細フィラメントを製造可能に構成されている。なお、上述の第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1と共通する要素については同一の符号を用いてその説明は省略する。
本発明者らは、第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1及び従来の極細フィラメントの製造装置で極細フィラメントを製造し、(1)原フィラメントが極細化するときの状態(紡糸状態)、(2)製造された極細フィラメントの直径(繊維径)分布、(3)ノズルの汚れ、及び、(4)溶融樹脂の塊(樹脂塊)の発生状況を比較した。
図9は、本発明における紡糸状態と従来技術における紡糸状態とを比較して示す図であり、図9(A)は、本発明における紡糸状態の一例である第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1における紡糸状態を示し、図9(B)は、従来の極細フィラメントの製造装置における紡糸状態を示している。
第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1で製造された極細フィラメントの直径(繊維径)は220±110nmであり、従来の極細フィラメントの製造装置で製造された極細フィラメントの直径(繊維径)は270±140nmであった。つまり、本発明は、従来技術と同等かそれ以下の直径(繊維径)の極細フィラメントを製造できることが確認された。
図10は、本発明におけるノズルの汚れと従来技術におけるノズルの汚れとを比較して示す図であり、図10(A)は、本発明におけるノズルの汚れの一例である第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1におけるノズルの先端部の汚れを示し、図10(B)は、従来の極細フィラメントの製造装置におけるノズルの先端部の汚れを示している。なお、図10(A)、(B)は、いずれも15分間連続して極細フィラメントを製造した直後のノズルの先端部の汚れを示している。
図11は、本発明における樹脂塊の発生状況と従来技術における樹脂塊の発生状況とを比較して示す図であり、図11(A)は、本発明における樹脂塊の発生状況の一例である第1実施形態に係る極細フィラメントの製造装置1で製造された極細フィラメント及び発生した樹脂塊を示し、図11(B)は、従来の極細フィラメントの製造装置で製造された極細フィラメント及び発生した樹脂塊を示している。
Claims (9)
- 原フィラメントが通過する原フィラメント通路と圧縮空気が導入される圧縮空気導入部と前記原フィラメント通路の出口側近傍に設けられて前記圧縮空気導入部から導入された圧縮空気が噴出する圧縮空気噴出部とを有するノズルと、
前記ノズルの前記原フィラメント通路を通過した原フィラメントに対してレーザー光を照射するレーザー照射装置と、
前記レーザー光の照射によって溶融した原フィラメントを前記ノズルの前記圧縮空気噴出部から噴出した圧縮空気によって延伸して極細フィラメントを形成する極細フィラメント形成部と、
を含む、極細フィラメントの製造装置。 - 前記原フィラメント通路は、入口側から出口側に向かって鉛直方向に延びている、請求項1に記載の極細フィラメントの製造装置。
- 前記圧縮空気噴出部は、前記フィラメント通路の出口側の部位を囲繞するように形成され、且つ、前記原フィラメント通路の出口側から入口側に向かって前記原フィラメント通路から徐々に離れるように前記原フィラメント通路に対して傾斜している、請求項1又は2に記載の極細フィラメントの製造装置。
- 前記原フィラメント通路に対する前記圧縮空気噴出部の傾斜角が5〜20度である、請求項3に記載の極細フィラメントの製造装置。
- 前記ノズルが大気圧下に配置されると共に、前記圧縮空気の圧力が0.5〜1.0MPaである、請求項1〜4のいずれか一つに記載の極細フィラメントの製造装置。
- 複数の前記ノズルが直線状に配置され、
前記レーザー照射装置は、それぞれが複数の前記ノズルのいずれかを通過した複数の原フィラメントに対してレーザー光を照射するように構成されており、
前記レーザー照射装置は、自身から離れるほどビーム径が小さくなると共に複数の前記ノズルの配置方向に平行な集束性ビームを出力するように構成されている、
請求項1〜5のいずれか一つに記載の極細フィラメントの製造装置。 - 請求項1〜6のいずれか一つに記載の極細フィラメントの製造装置と、
前記極細フィラメントの製造装置における前記極細フィラメント形成部で形成された極細フィラメントが集積される集積部と、
を含む、不織布の製造装置。 - 原フィラメント通路を通して原フィラメントを繰出すこと、
繰出された原フィラメントに対して繰出し方向に沿って圧縮空気を吹き付けること、
圧縮空気が吹き付けられた原フィラメントにレーザー光を照射し、原フィラメントを加熱して溶融させつつ延伸して極細フィラメントを形成すること、
を含む、極細フィラメントの製造方法。 - 請求項8に記載の極細フィラメントの製造方法と、
形成された極細フィラメントを集積する工程と、
を含む、不織布の製造方法。
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