JP2024068104A - 純粋なキトサン繊維の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストを低減し、製造時間を効果的に低減し、電力損失を効果的に低減することにより、省エネルギーで環境にやさしい効果を間接的に達成する、純粋なキトサン繊維の製造方法を提供する。【解決手段】純粋なキトサン繊維の製造方法は、酢酸溶液の調製ステップＳ１と、キトサン原液の調製ステップＳ２と、キトサン紡糸溶液の処理ステップＳ３と、キトサン繊維の製造ステップＳ４とを含み、ステップＳ３における前処理機は、本体を含み、本体内に駆動機構が設けられ、駆動機構内に撹拌機構が設けられ、撹拌機構の下方に掻き取り機構が設けられ、本体の内部の上方に予備処理機構が設けられ、駆動機構は、予備処理機構を貫通して本体の内部に配置され、本体の底部に分離機構が設けられ、本体は、外槽を含み、外槽内に内槽が設けられ、内槽内に分離孔が対称的に設けられ、かつ内槽内にガイド溝が形成され、分離孔外にバッフルが設けられる。【選択図】図１
Description
本発明は、純粋なキトサン繊維の製造の技術分野に関し、特に、純粋なキトサン繊維の製造方法に関する。
キトサン繊維とは、エビとカニの殻から抽出されたキトサンを利用して製造された繊維を指し、従来の陸上天然繊維と合成繊維に比べて多くの特別な利点がある。１つ目は、キトサン繊維が石油に依存せず、食料と土地を競合せず、化学繊維の第３原料供給源を開拓し、２つ目は、廃棄物を利用し、グリーンと環境保護の持続可能な発展傾向に合致する。更に、純粋なキトサン繊維は、広域スペクトル抗菌性、防カビ性、優れた生体適合性及び非免疫原性を有し、更に、吸着とキレート化、止血と治癒促進、傷痕軽減の作用を有する。その機能作用に基づいて、宇宙飛行、医療衛生、軍用・民生用織物、濾過と防護などの分野に広く適用することができ、巨大な市場の可能性があり、人間の健康促進にも積極的な役割を果たす。
現在、キトサン繊維を紡糸する方法として一般的に用いられるのは湿式紡糸であり、その主な過程は、キトサンを適切な溶剤に溶解して一定の濃度の紡糸原液を調製し、濾過して脱泡し、加圧することにより紡糸原液を紡糸口金の小孔から凝固浴槽に細流状に吐出し、凝固浴で固体繊維に凝固させ、更に延伸、後処理、乾燥などの工程を経てキトサン繊維を得ることができる。そのプロセス経路は、一般的に、以下のＡとＢの２種類に分けられる。
Ａ、キトサン→溶解→紡糸原液＋濾過脱泡－計量→紡糸→一浴→延伸－二浴成形－後処理→乾燥→繊維を取得する。
Ｂ、キトサン→溶解された紡糸原液の濾過→脱泡－計量－紡糸→凝固→延伸→成形と後処理→乾燥→繊維を取得する。
Ａ、キトサン→溶解→紡糸原液＋濾過脱泡－計量→紡糸→一浴→延伸－二浴成形－後処理→乾燥→繊維を取得する。
Ｂ、キトサン→溶解された紡糸原液の濾過→脱泡－計量－紡糸→凝固→延伸→成形と後処理→乾燥→繊維を取得する。
しかしながら、上記製造方法にはいくつかの問題がある。上記方法における各工程の操作は、要件を確実に満たすために、対応する装置を設けてキトサンを処理する必要があり、複数の装置を設けることにより製造ライン全体が大きくなり、かつ複数の装置が設けられるため、多数の作業者が操作する必要があり、また、複数の装置を設けることで、使用時にその操作が複雑である。
本発明は、従来の技術手段が単一すぎるという技術的課題に対して、従来技術と顕著に異なる解決手段を提供し、本発明の実施例は、上記キトサンの製造においてキトサンの前処理ステップに複数の装置を設ける必要があるという技術的課題を解決するために、純粋なキトサン繊維の製造方法を提供する。
本発明は、以下の技術手段を用いる。純粋なキトサン繊維の製造方法は、
酢酸溶液の調製ステップであって、水及び酢酸で構成され、酢酸の質量比が１ｗ％～５ｗ％であるステップＳ１と、
キトサン原液の調製ステップであって、キトサン原料をステップＳ１で得られた酢酸溶液に添加し、３０ｍｉｎ静置することにより、キトサン原料を酢酸溶液に予備溶解し、予備溶解したキトサン紡糸溶液を前処理機に入れるステップＳ２と、
キトサン紡糸溶液の処理ステップであって、前処理機を起動して３０ｍｉｎ動作させ、前処理機の作用下でキトサン原料と酢酸溶液とを十分に混合させて、混合物に対し分離脱泡及び濾過を行い、前処理機の作用下で混合されたキトサン原料と酢酸溶液に対して残渣分離及び脱泡処理を行うことができることにより、キトサン紡糸溶液を得るステップＳ３と、
キトサン繊維の製造ステップであって、ステップＳ３で得られたキトサン紡糸溶液を計量ポンプで紡糸口金に輸送し、紡糸口金から吐出された紡糸液を凝固浴に浸漬して二重拡散させ、固化させて初生繊維を生成し、凝固液がＮａＯＨの水溶液を用い、初生繊維を延伸処理することにより、初生繊維中の残留液を除去し、延伸処理した初生繊維を脱イオン水で化学試薬を除去した後、剪断して乾燥させ、キトサン繊維を得るステップＳ４と、を含む。
酢酸溶液の調製ステップであって、水及び酢酸で構成され、酢酸の質量比が１ｗ％～５ｗ％であるステップＳ１と、
キトサン原液の調製ステップであって、キトサン原料をステップＳ１で得られた酢酸溶液に添加し、３０ｍｉｎ静置することにより、キトサン原料を酢酸溶液に予備溶解し、予備溶解したキトサン紡糸溶液を前処理機に入れるステップＳ２と、
キトサン紡糸溶液の処理ステップであって、前処理機を起動して３０ｍｉｎ動作させ、前処理機の作用下でキトサン原料と酢酸溶液とを十分に混合させて、混合物に対し分離脱泡及び濾過を行い、前処理機の作用下で混合されたキトサン原料と酢酸溶液に対して残渣分離及び脱泡処理を行うことができることにより、キトサン紡糸溶液を得るステップＳ３と、
キトサン繊維の製造ステップであって、ステップＳ３で得られたキトサン紡糸溶液を計量ポンプで紡糸口金に輸送し、紡糸口金から吐出された紡糸液を凝固浴に浸漬して二重拡散させ、固化させて初生繊維を生成し、凝固液がＮａＯＨの水溶液を用い、初生繊維を延伸処理することにより、初生繊維中の残留液を除去し、延伸処理した初生繊維を脱イオン水で化学試薬を除去した後、剪断して乾燥させ、キトサン繊維を得るステップＳ４と、を含む。
更に、ステップＳ３における前記前処理機は、本体を含み、前記本体内に駆動機構が設けられ、前記駆動機構内に撹拌機構が設けられ、前記撹拌機構の下方に掻き取り機構が設けられ、前記本体の内部の上方に予備処理機構が設けられ、前記駆動機構は、予備処理機構を貫通して本体の内部に配置され、前記本体の底部に分離機構が設けられ、前記本体は、外槽を含み、前記外槽内に内槽が設けられ、前記内槽内に分離孔が対称的に設けられ、かつ内槽内にガイド溝が形成され、前記分離孔外にバッフルが設けられ、前記内槽と外槽との間に隙間が設けられ、前記バッフルは、内槽と外槽との間に位置し、かつ内槽がバッフルと可動に接続され、前記内槽と外槽の底部に底盤が設けられ、前記バッフルは、底盤と固定的に接続され、前記内槽と外槽とは、同軸である。
更に、前記駆動機構は、駆動モータを含み、前記駆動モータは、外槽の頂部に位置し、前記駆動モータの出力端にネジロッドが設けられ、前記ネジロッドと内槽とは、同軸である。
更に、前記予備処理機構は、押出ブロックを含み、前記押出ブロックは、内槽内に設けられ、かつ押出ブロックは、内槽と可動に接続され、前記押出ブロックの内側に第１電動伸縮ロッドが設けられ、前記第１電動ロッドの端部に係合ブロックが設けられ、前記係合ブロックの下方に第２ガイド板が設けられ、前記第２ガイド板の下方に第１ガイド板が設けられ、前記第１ガイド板と第２ガイド板との間に少なくとも２層の濾過板が設けられ、各層の前記濾過板は、複数の濾過板により環状に接合され、各前記濾過板の内側に支持ブロックが設けられ、前記支持ブロックは、第１ガイド板と回転可能に接続され、前記濾過板は、第１ガイド板と回転可能に接続され、前記濾過板は、第２ガイド板と接触する。
更に、前記撹拌機構は撹拌ロッドを含み、前記撹拌ロッドに少なくとも１つの濾過孔が形成され、前記撹拌ロッドが円弧状に設計され、かつ撹拌ロッドの端部が内槽の内壁に貼り合わせられ、前記撹拌ロッドに接続スリーブが設けられ、前記接続スリーブがネジロッドにネジ接続され、前記撹拌ロッドの端部に第２伸縮ロッドが設けられ、前記第２伸縮ロッドの端部にガイドボールが設けられ、前記第２伸縮ロッドの外に接続ロッドが設けられる。
更に、前記分離機構は、第３電動伸縮ロッドを含み、前記第３電動伸縮ロッドは、ネジロッドの底端に位置し、前記第３電動伸縮ロッドの出力端に係止ブロックが設けられ、前記係止ブロックの下方に突き合わせブロックが設けられ、前記突き合わせブロックの下方に接続盤が固定的に設けられ、前記接続盤は、底盤の上方に位置し、かつ接続盤は、内槽と固定的に接続され、前記接続盤と底盤との間にガイドブロックが設けられ、前記接続盤にスラグ排出口が設けられ、前記内槽と外槽との間に液体吐出口が設けられる。
更に、前記掻き取り機構は、掻き取りボックス及び収集アセンブリを含み、前記掻き取りボックスは、撹拌ロッドの下方に位置し、かつ掻き取りボックスは、中空に設計され、前記掻き取りボックス内に斜板が設けられ、前記斜板の底端に回転蓋板が設けられ、前記回転蓋板は、掻き取りボックスの下方に位置し、前記回転蓋板と掻き取りボックスとの間に回転ブロックが設けられ、前記掻き取りボックスの一側に密封板が設けられ、前記密封板は、接続ロッドに接続され、前記収集アセンブリは、接続板を含み、前記接続板は、突き合わせブロックの下端に設けられ、前記接続板の他端に底板が設けられ、前記底板は、斜めに設計され、前記底板の外に収集ボックスが設けられ、前記収集ボックスの頂部に反転蓋板が設けられ、前記収集ボックスに頂柱が設けられる。
更に、前記凝固浴は、アルカリ水溶液を使用し、アルカリ濃度は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％である。
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
第１、使用時に予備処理機構により混合されたキトサン紡糸溶液を予備分離し、かつ溶液中の気泡を予備処理することができるとともに、分離及び脱泡時に追加の動力源を必要とせず、動力損失を減少させ、使用中にキトサン紡糸溶液を第２ガイド板に注ぐと、キトサン紡糸溶液が第２ガイド板の作用下で自然に落下し、落下中に延伸することにより、支持ブロック中の一部の気泡を延伸して除去することができ、また、第１ガイド板と第２ガイド板との間に濾過板が設けられ、支持ブロックの流れが濾過板を通過し、濾過板を通過するときに支持ブロックを予備濾過することができるとともに、濾過時に気泡を除去する役割を果たすことができ、かつ予備脱泡及び濾過が支持ブロックの自動流動性及び重力を完全に利用して移動するため、追加の動力源を必要とせず、資源の浪費を減少させることができる。
第２、駆動機構、撹拌機構及び掻き取り機構の作用下で内槽内部の液体を混合撹拌することができるだけでなく、分離された残渣を除去することができ、使用時に予備処理機構により処理された溶液が内槽に入ると、駆動機構が起動して動作し、撹拌機構が動作する過程で自転するとともに上下に移動することもできることにより、液体をよりよく均一に混合することができ、かつ混合する過程で１つの駆動機構のみにより撹拌機構が多方向動作を行うことができ、装置の実用性を向上させ、また、混合撹拌を行う過程で撹拌ロッドの作用下で液体内部の気泡を二次除去することができ、撹拌ロッドの機能性を向上させ、また、掻き取り機構が撹拌機構の下方に設けられるため、掻き取り機構が撹拌機構に伴って同期移動し、掻き取り機構に追加の動力源を設定する必要がなく、装置のエネルギー損失を減少させる。
第３、駆動機構及び分離機構の作用下で該装置が更に液体を篩分けて脱泡することができ、使用時に液体の混合撹拌が完了した後、液体に依然として一部の気泡が含まれており、かつ混合された液体に不純物が含まれているため、分離機構により駆動機構が内槽に接続されて、駆動機構により内槽が回転し、内槽が回転して液体を遠心分離することができ、遠心分離中に液体中の気泡を十分に除去することができるとともに、内槽に分離孔があり、液体と不純物を分離することができるため、該分離機構は、脱泡機能を有するとともに濾過分離機能を有する。
以上より、該装置が撹拌混合、濾過分離及び脱泡の機能を同時に有するため、各ステップごとに装置を個別に設定する必要がなく、製造コストを低減し、かつ１つの装置のみを用いることで様々な効果を達成することができるため、キトサン紡糸溶液を搬送する必要がなく、製造時間を効果的に低減し、また、１つの駆動機構のみを用いて全体的に駆動することで、電力損失を効果的に低減することにより、省エネルギーで環境にやさしい効果を間接的に達成し、かつ該装置を使用するとき、循環使用することもでき、キトサン紡糸溶液の通常の調製に影響を与えない。
本発明の具体的な実施形態又は従来技術における技術手段をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の記載に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下に説明される図面は、本発明のいくつかの実施形態であり、当業者であれば、創造的な労力を行わない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
以下、図面を参照しながら、本発明の技術手段を明確かつ完全的に説明する。明らかに、説明される実施例は、本発明の実施例の一部であり、全てではない。
一般的には、本明細書に説明され示される本発明の実施例の構成要素は、様々な構成で配置され設計されてもよい。したがって、以下に図面に提供される本発明の実施例の詳細な説明は、特許請求される本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の選択された実施例のみを表すものである。
本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を行わない前提で得られる他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
なお、本発明の説明において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などで示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は部品が特定の方位を有するとともに、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを示すか又は示唆するものではないため、本発明を限定するものであると理解すべきではない。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は、説明の目的のためのみに用いられ、相対的な重要性を示すか又は示唆するものと理解すべきではない。
なお、本発明の説明において、別に明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続又は一体的な接続であってもよく、機械的な接続、電気的な接続であってもよく、直接的な接続、中間媒体を介した接続であってもよく、２つの部品の間の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本発明における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
以下、図１～図８に示すように、本発明の実施例に係る純粋なキトサン繊維の製造方法は、
酢酸溶液の調製ステップであって、水及び酢酸で構成され、酢酸の質量比が１ｗ％～５ｗ％であるステップＳ１と、
キトサン原液の調製ステップであって、キトサン原料をステップＳ１で得られた酢酸溶液に添加し、３０ｍｉｎ静置することにより、キトサン原料を酢酸溶液に予備溶解し、予備溶解したキトサン紡糸溶液を前処理機に入れるステップＳ２と、
キトサン紡糸溶液の処理ステップであって、前処理機を起動して３０ｍｉｎ動作させ、前処理機の作用下でキトサン原料と酢酸溶液とを十分に混合させて、分離脱泡及び濾過を行い、前処理機の作用下で混合されたキトサン原料と酢酸溶液に対して残渣分離及び脱泡処理を行うことができることにより、キトサン紡糸溶液を得るステップＳ３と、
キトサン繊維の製造ステップであって、ステップＳ３で得られたキトサン紡糸溶液を計量ポンプで紡糸口金に輸送し、紡糸口金から吐出された紡糸液を凝固浴に浸漬して二重拡散させ、固化させて初生繊維を生成し、凝固液がＮａＯＨの水溶液を用い、初生繊維を延伸処理することにより、初生繊維中の残留液を除去し、延伸処理した初生繊維を脱イオン水で化学試薬を除去した後、剪断して乾燥させ、キトサン繊維を得るステップＳ４と、を含む。
酢酸溶液の調製ステップであって、水及び酢酸で構成され、酢酸の質量比が１ｗ％～５ｗ％であるステップＳ１と、
キトサン原液の調製ステップであって、キトサン原料をステップＳ１で得られた酢酸溶液に添加し、３０ｍｉｎ静置することにより、キトサン原料を酢酸溶液に予備溶解し、予備溶解したキトサン紡糸溶液を前処理機に入れるステップＳ２と、
キトサン紡糸溶液の処理ステップであって、前処理機を起動して３０ｍｉｎ動作させ、前処理機の作用下でキトサン原料と酢酸溶液とを十分に混合させて、分離脱泡及び濾過を行い、前処理機の作用下で混合されたキトサン原料と酢酸溶液に対して残渣分離及び脱泡処理を行うことができることにより、キトサン紡糸溶液を得るステップＳ３と、
キトサン繊維の製造ステップであって、ステップＳ３で得られたキトサン紡糸溶液を計量ポンプで紡糸口金に輸送し、紡糸口金から吐出された紡糸液を凝固浴に浸漬して二重拡散させ、固化させて初生繊維を生成し、凝固液がＮａＯＨの水溶液を用い、初生繊維を延伸処理することにより、初生繊維中の残留液を除去し、延伸処理した初生繊維を脱イオン水で化学試薬を除去した後、剪断して乾燥させ、キトサン繊維を得るステップＳ４と、を含む。
動作時に、該装置が撹拌混合、濾過分離及び脱泡の機能を同時に有するため、各ステップごとに装置を個別に設定する必要がなく、製造コストを低減し、かつ１つの装置のみを用いることで様々な効果を達成することができるため、キトサン紡糸溶液を搬送する必要がなく、製造時間を効果的に低減し、また、１つの駆動機構２のみを用いて全体的に駆動することで、電力損失を効果的に低減することにより、省エネルギーで環境にやさしい効果を間接的に達成し、かつ該装置を使用するとき、循環使用することもでき、キトサン紡糸溶液の通常の調製に影響を与えない。
具体的には、ステップＳ３における前記前処理機は、本体１を含み、前記本体１内に駆動機構２が設けられ、前記駆動機構２内に撹拌機構５が設けられ、前記撹拌機構５の下方に掻き取り機構４が設けられ、前記本体１の内部の上方に予備処理機構３が設けられ、前記駆動機構２は、予備処理機構３を貫通して本体１の内部に配置され、前記本体１の底部に分離機構６が設けられ、前記本体１は、外槽１１を含み、前記外槽１１内に内槽１２が設けられ、前記内槽１２内に分離孔１４が対称的に設けられ、かつ内槽１２内にガイド溝１５が形成され、前記分離孔１４外にバッフル１３が設けられ、前記内槽１２と外槽１１との間に隙間が設けられ、前記バッフル１３は、内槽１２と外槽１１との間に位置し、かつ内槽１２がバッフル１３と可動に接続され、前記内槽１２と外槽１１の底部に底盤が設けられ、前記バッフル１３は、底盤と固定的に接続され、前記内槽１２と外槽１１とは、同軸である。
動作時に、該装置が撹拌混合、濾過分離及び脱泡の機能を同時に有するため、各ステップごとに装置を個別に設定する必要がなく、製造コストを低減し、かつ１つの装置のみを用いることで様々な効果を達成することができるため、キトサン紡糸溶液を搬送する必要がなく、製造時間を効果的に低減し、また、１つの駆動機構２のみを用いて全体的に駆動することで、電力損失を効果的に低減することにより、省エネルギーで環境にやさしい効果を間接的に達成し、かつ該装置を使用するとき、循環使用することもでき、キトサン紡糸溶液の通常の調製に影響を与えず、内槽１２の回転が外槽１１に影響を与えないことにより、内槽１２が分離効果を達成することができ、かつバッフル１３の作用により溶液が分離孔１４から流出することを防止することができる。
具体的には、前記駆動機構２は、駆動モータ２２を含み、前記駆動モータ２２は、外槽１１の頂部に位置し、前記駆動モータ２２の出力端にネジロッド２１が設けられ、前記ネジロッド２１と内槽１２とは、同軸である。
動作時に、駆動機構２が混合撹拌、掻き取り及び分離の機能を同時に行うように装置を駆動できることにより、掻き取り機構４は、追加の動力源を必要としない。
具体的には、前記予備処理機構３は、押出ブロック３１を含み、前記押出ブロック３１は、内槽１２内に設けられ、かつ押出ブロック３１は、内槽１２と可動に接続され、前記押出ブロック３１の内側に第１電動伸縮ロッド３７が設けられ、前記第１電動ロッドの端部に係合ブロック３２が設けられ、前記係合ブロック３２の下方に第２ガイド板３６が設けられ、前記第２ガイド板３６の下方に第１ガイド板３４が設けられ、前記第１ガイド板３４と第２ガイド板３６との間に少なくとも２層の濾過板３３が設けられ、各層の前記濾過板３３は、複数の濾過板３３により環状に接合され、各前記濾過板３３の内側に支持ブロック３５が設けられ、前記支持ブロック３５は、第１ガイド板３４と回転可能に接続され、前記濾過板３３は、第１ガイド板３４と回転可能に接続され、前記濾過板３３は、第２ガイド板３６と接触する。
動作時に、混合されたキトサン紡糸溶液を予備分離し、かつ溶液中の気泡を予備処理することができるとともに、分離及び脱泡時に追加の動力源を必要とせず、動力損失を減少させ、使用中にキトサン紡糸溶液を第２ガイド板３６に注ぐと、キトサン紡糸溶液が第２ガイド板３６の作用下で自然に落下し、落下中に延伸することにより、液体中の一部の気泡を延伸して除去することができ、また、第１ガイド板３４と第２ガイド板３６との間に濾過板３３が設けられ、液体の流れが濾過板３３を通過し、濾過板３３を通過するときに液体を予備濾過することができるとともに、濾過時に気泡を除去する役割を果たすことができ、かつ予備脱泡及び濾過が液体の自動流動性及び重力を完全に利用して移動するため、追加の動力源を必要とせず、資源の浪費を減少させることができ、かつ装置が分離を行うときに濾過板３３により濾過された不純物を排除することができ、次の濾過を容易にする。
具体的には、前記撹拌機構５は、撹拌ロッド５２を含み、前記撹拌ロッド５２に少なくとも１つの濾過孔５１が形成され、前記撹拌ロッド５２が円弧状に設計され、かつ撹拌ロッド５２の端部が内槽１２の内壁に貼り合わせられ、前記撹拌ロッド５２に接続スリーブ５３が設けられ、前記接続スリーブ５３がネジロッド２１にネジ接続され、前記撹拌ロッド５２の端部に第２伸縮ロッドが設けられ、前記第２伸縮ロッドの端部にガイドボール５５が設けられ、前記第２伸縮ロッドの外に接続ロッド５６が設けられる。
具体的には、前記分離機構６は、第３電動伸縮ロッド６６を含み、前記第３電動伸縮ロッド６６は、ネジロッド２１の底端に位置し、前記第３電動伸縮ロッド６６の出力端に係止ブロック６５が設けられ、前記係止ブロック６５の下方に突き合わせブロック６２が設けられ、前記突き合わせブロック６２の下方に接続盤が固定的に設けられ、前記接続盤は、底盤４８の上方に位置し、かつ接続盤は、内槽１２と固定的に接続され、前記接続盤と底盤４８との間にガイドブロック６１が設けられ、前記接続盤にスラグ排出口６４が設けられ、前記内槽１２と外槽１１との間に液体吐出口６３が設けられる。
動作時に、駆動機構２及び分離機構６の作用下で該装置が更に液体を篩分けて脱泡することができ、使用時に液体の混合撹拌が完了した後、液体に依然として一部の気泡が含まれており、かつ混合された液体に不純物が含まれているため、分離機構６により駆動機構２が内槽１２に接続されて、駆動機構２により内槽１２が回転し、内槽１２が回転して液体を遠心分離することができ、遠心分離中に液体中の気泡を十分に除去することができるとともに、内槽１２に分離孔１４があり、液体と不純物を分離することができるため、該分離機能は、脱泡機能を有するとともに濾過分離機能を有する。
具体的には、前記掻き取り機構４は、掻き取りボックス４２及び収集アセンブリを含み、前記掻き取りボックス４２は、撹拌ロッド５２の下方に位置し、かつ掻き取りボックス４２は、中空に設計され、前記掻き取りボックス４２内に斜板４１が設けられ、前記斜板４１の底端に回転蓋板４４が設けられ、前記回転蓋板４４は、掻き取りボックス４２の下方に位置し、前記回転蓋板４４と掻き取りボックス４２との間に回転ブロック４３が設けられ、前記掻き取りボックス４２の一側に密封板４９が設けられ、前記密封板４９は、接続ロッド５６に接続され、前記収集アセンブリは、接続板４５を含み、前記接続板４５は、突き合わせブロック６２の下端に設けられ、前記接続板４５の他端に底板４８が設けられ、前記底板は、斜めに設計され、前記底板４８の外に収集ボックス４１０が設けられ、前記収集ボックス４１０の頂部に反転蓋板４７が設けられ、前記収集ボックス４１０に頂柱４６が設けられる。
動作時に、掻き取り機構４の作用下で分離された後に槽内に残された不純物を除去することができ、残留不純物が次のキトサン紡糸溶液の調製に影響を与えることを回避する。
具体的には、前記凝固浴は、アルカリ水溶液を使用し、アルカリ濃度は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％である。
動作原理は以下のとおりである。調製されたキトサン紡糸溶液を槽内に入れて、キトサン紡糸溶液を槽内に注ぐと、キトサン紡糸溶液は、まず第２ガイド板３６に接触する。キトサン紡糸溶液は、第２ガイド板３６に沿って流れ、キトサン紡糸溶液が流れる過程でその表面が延伸することにより、表面の気泡を予備除去する役割を果たすことができる。次に、キトサン紡糸溶液が第１ガイド板３４の上方に流れ、第１ガイド板３４に沿って流れ続け、第１ガイド板３４に沿って流れる過程で濾過板３３を通過し、濾過板３３の作用下で予備混合されたキトサン紡糸溶液の不純物を分離することができるとともに、キトサン紡糸溶液が濾過板３３を通過するときにキトサン紡糸溶液の内部の気泡を二次除去することができ、次に、キトサン紡糸溶液が内槽１２に入り、駆動モータ２２を起動し、駆動モータ２２がネジロッド２１の回転を駆動し、ネジロッド２１が回転する過程で、ネジロッド２１と撹拌ロッド５２とが接続スリーブ５３により接続されるため、ネジロッド２１の回転速度が速く、撹拌ロッド５２がネジロッド２１の回転の影響を受けて上下に移動するとともに、撹拌ロッド５２がガイド溝１５の影響を受けて回転することにより、内部のキトサン紡糸溶液を撹拌混合する効果を達成することができる。駆動モータ２２が正逆回転を継続的に行うことにより、液体の混合を促進し、ある程度まで混合した後、液体及び不純物を濾過する必要がある。次に、外部制御スイッチにより、同期動作するように第１電動伸縮ロッド３７及び第３電動伸縮ロッド６６を制御し、ネジロッド２１の底部に設けられた係止ブロック６５が第３電動伸縮ロッド６６の作用下で突き合わせブロック６２に挿入され、ネジロッド２１の回転が係止ブロック６５の回転を駆動し、突き合わせブロック６２が係止ブロック６５と係合するため、係止ブロック６５の回転が突き合わせブロック６２の回転を駆動し、また、突き合わせブロック６２が接続盤に接続され、接続盤が内槽１２に接続されることにより、ネジロッド２１の回転が内槽１２の回転を駆動する。第１電動伸縮ロッド３７が動作すると、下へ移動するように係合ブロック３２を駆動し、係合ブロック３２が下へ移動すると、支持ブロック３５に当接することにより、支持ブロック３５が傾斜し、支持ブロック３５が傾斜するときに濾過板３３に当接することにより、傾斜するように濾過板３３を駆動する。濾過板３３が傾斜すると、濾過板３３により濾過された不純物が槽内に流入し、このとき、内槽１２が駆動モータ２２の作用下で回転し、槽内が遠心分離状態にあり、内槽１２が回転するため、バッフル１３と分離孔１４とが間隔を隔てて位置ずれし、内部液体が内槽１２の回転作用下で分離孔１４から分離され続け、遠心分離中に液体内部の気泡を効果的に除去することができることにより、脱泡効果を達成する。分離が完了すると、第２電動伸縮ロッド５４が動作し、第２電動伸縮ロッド５４が動作すると、第２電動伸縮ロッド５４がガイドボール５５の移動を駆動し、ガイドボール５５がガイド溝１５内から出る。また、第２電動伸縮ロッド５４が接続ロッド５６により密封板４９に接続されるため、第２電動伸縮ロッド５４が移動すると、密封板４９が第２電動伸縮ロッド５４に追従して動作することにより、密封板４９が開かれる。このとき、駆動モータ２２が依然として動作し、ネジロッド２１が、上下に移動し続けるように掻き取りボックス４２を駆動し、掻き取りボックス４２が槽の内壁に貼り合わせられるため、掻き取りボックス４２が移動することにより、分離されて槽の内壁に付着された不純物を掻き取ることができる。掻き取りボックス４２が最も下方に移動すると、収集ボックス４１０内に設けられた頂柱４６が回転蓋板４４に当接して、回転蓋板４４が開かれると同時に、掻き取りボックス４２の下方に設けられた支持ブロック３５が反転蓋板４７に当接して、反転蓋板４７が開かれることにより、掻き取りボックス４２内に収集された不純物を収集ボックス４１０内に排出し、その後に再び伸長するように第３伸縮ロッド６６を駆動することにより、開かれるように底板４８を駆動し、収集ボックス４１０内の不純物がスラグ排出口６４により排出され、処理されたキトサン紡糸溶液が液体吐出口６３から吐出される。
なお、以上の各実施例は、本発明の技術手段を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではなく、前述の各実施例を参照しながら、本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として前述の各実施例に記載された技術手段を修正するか、又はその技術的特徴の一部或いは全てを同等置換することができ、これらの修正又は置換は、対応する技術手段の本質を本発明の各実施例の技術手段の範囲から逸脱させるものではない。
１ 本体
１１ 外槽
１２ 内槽
１３ バッフル
１４ 分離孔
１５ ガイド溝
２ 駆動機構
２１ ネジロッド
２２ 駆動モータ
３ 予備処理機構
３１ 押出ブロック
３２ 係合ブロック
３３ 濾過板
３４ 第１ガイド板
３５ 支持ブロック
３６ 第２ガイド板
３７ 第１電動伸縮ロッド
４ 掻き取り機構
４１ 斜板
４２ 掻き取りボックス
４３ 回転ブロック
４４ 回転蓋板
４５ 接続板
４６ 頂柱
４７ 反転蓋板
４８ 底板
４９ 密封板
４１０ 収集ボックス
５ 撹拌機構
５１ 濾過孔
５２ 撹拌ロッド
５３ 接続スリーブ
５４ 第２電動伸縮ロッド
５５ ガイドボール
５６ 接続ロッド
６ 分離機構
６１ ガイドブロック
６２ 突き合わせブロック
６３ 液体吐出口
６４ スラグ排出口
６５ 係止ブロック
６６ 第３電動伸縮ロッド
１１ 外槽
１２ 内槽
１３ バッフル
１４ 分離孔
１５ ガイド溝
２ 駆動機構
２１ ネジロッド
２２ 駆動モータ
３ 予備処理機構
３１ 押出ブロック
３２ 係合ブロック
３３ 濾過板
３４ 第１ガイド板
３５ 支持ブロック
３６ 第２ガイド板
３７ 第１電動伸縮ロッド
４ 掻き取り機構
４１ 斜板
４２ 掻き取りボックス
４３ 回転ブロック
４４ 回転蓋板
４５ 接続板
４６ 頂柱
４７ 反転蓋板
４８ 底板
４９ 密封板
４１０ 収集ボックス
５ 撹拌機構
５１ 濾過孔
５２ 撹拌ロッド
５３ 接続スリーブ
５４ 第２電動伸縮ロッド
５５ ガイドボール
５６ 接続ロッド
６ 分離機構
６１ ガイドブロック
６２ 突き合わせブロック
６３ 液体吐出口
６４ スラグ排出口
６５ 係止ブロック
６６ 第３電動伸縮ロッド
Claims (4)
- 酢酸溶液の調製ステップであって、水及び酢酸で構成され、酢酸の質量比が１ｗ％～５ｗ％であるステップＳ１と、
キトサン原液の調製ステップであって、キトサン原料をステップＳ１で得られた酢酸溶液に添加して予備溶解し、予備溶解したキトサン紡糸溶液を前処理機に入れるステップＳ２と、
キトサン紡糸溶液の処理ステップであって、前処理機を起動し、キトサン原料と酢酸溶液とを混合して、混合物に対し分離脱泡及び濾過を行い、キトサン紡糸溶液を得るステップＳ３と、
キトサン繊維の製造ステップであって、ステップＳ３で得られたキトサン紡糸溶液を計量ポンプで紡糸口金に輸送し、紡糸口金から吐出されたキトサン紡糸溶液を凝固浴に浸漬して二重拡散させ、固化させて初生繊維を生成し、初生繊維を延伸して残留液を除去し、延伸処理した初生繊維を脱イオン水で化学試薬を除去した後、剪断して乾燥させ、キトサン繊維を得るステップＳ４と、を含み、
ステップＳ３における前記前処理機は、本体（１）を含み、前記本体（１）内に駆動機構（２）が設けられ、前記駆動機構（２）内に撹拌機構（５）が設けられ、前記撹拌機構（５）の下方に掻き取り機構（４）が設けられ、前記本体（１）の内部の上方に予備処理機構（３）が設けられ、前記駆動機構（２）は、予備処理機構（３）を貫通して本体（１）の内部に配置され、前記本体（１）の底部に分離機構（６）が設けられ、前記本体（１）は、外槽（１１）を含み、前記外槽（１１）内に内槽（１２）が設けられ、前記内槽（１２）内に分離孔（１４）が対称的に設けられ、かつ内槽（１２）内にガイド溝（１５）が形成され、前記分離孔（１４）外にバッフル（１３）が設けられ、内槽（１２）と外槽（１１）との間に隙間が設けられ、前記バッフル（１３）は、内槽（１２）と外槽（１１）との間に位置し、かつ内槽（１２）がバッフル（１３）と可動に接続され、前記内槽（１２）と外槽（１１）の底部に底盤が設けられ、前記バッフル（１３）は、底盤と固定的に接続され、前記内槽（１２）と外槽（１１）とは、同軸で設けられ、
前記駆動機構（２）は、駆動モータ（２２）を含み、前記駆動モータ（２２）は、外槽（１１）の頂部に位置し、前記駆動モータ（２２）の出力端にネジロッド（２１）が設けられ、前記ネジロッド（２１）と内槽（１２）とは、同軸で設けられ、
前記予備処理機構（３）は、押出ブロック（３１）を含み、前記押出ブロック（３１）は、内槽（１２）内に設けられ、かつ押出ブロック（３１）は、内槽（１２）と可動に接続され、前記押出ブロック（３１）の内側に第１電動伸縮ロッド（３７）が設けられ、第１電動伸縮ロッド（３７）の端部に係合ブロック（３２）が設けられ、前記係合ブロック（３２）の下方に第２ガイド板（３６）が設けられ、前記第２ガイド板（３６）の下方に第１ガイド板（３４）が設けられ、前記第１ガイド板（３４）と第２ガイド板（３６）との間に少なくとも２層の濾過板（３３）が設けられ、各層の前記濾過板（３３）は、複数の濾過板（３３）により環状に接合され、各前記濾過板（３３）の内側に支持ブロック（３５）が設けられ、前記支持ブロック（３５）は、第１ガイド板（３４）と回転可能に接続され、前記濾過板（３３）は、第１ガイド板（３４）と回転可能に接続され、前記濾過板（３３）は、第２ガイド板（３６）と接触し、
前記撹拌機構（５）は、撹拌ロッド（５２）を含み、前記撹拌ロッド（５２）に少なくとも１つの濾過孔（５１）が形成され、前記撹拌ロッド（５２）が円弧状に設計され、かつ撹拌ロッド（５２）の端部が内槽（１２）の内壁に貼り合わせられ、前記撹拌ロッド（５２）に接続スリーブ（５３）が設けられ、前記接続スリーブ（５３）がネジロッド（２１）にネジ接続され、前記撹拌ロッド（５２）の端部に第２伸縮ロッドが設けられ、前記第２伸縮ロッドの端部にガイドボール（５５）が設けられ、前記第２伸縮ロッドの外に接続ロッド（５６）が設けられる、
ことを特徴とする純粋なキトサン繊維の製造方法。 - 前記分離機構（６）は、第３電動伸縮ロッド（６６）を含み、前記第３電動伸縮ロッド（６６）は、ネジロッド（２１）の底端に位置し、前記第３電動伸縮ロッド（６６）の出力端に係止ブロック（６５）が設けられ、前記係止ブロック（６５）の下方に突き合わせブロック（６２）が設けられ、前記突き合わせブロック（６２）の下方に接続盤が固定的に設けられ、前記接続盤は、底盤の上方に位置し、かつ接続盤は、内槽（１２）と固定的に接続され、前記接続盤と底盤との間にガイドブロック（６１）が設けられ、前記接続盤にスラグ排出口（６４）が設けられ、前記内槽（１２）と外槽（１１）との間に液体吐出口（６３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の純粋なキトサン繊維の製造方法。 - 前記掻き取り機構（４）は、掻き取りボックス（４２）及び収集アセンブリを含み、前記掻き取りボックス（４２）は、撹拌ロッド（５２）の下方に位置し、かつ掻き取りボックス（４２）は、中空に設計され、前記掻き取りボックス（４２）内に斜板（４１）が設けられ、前記斜板（４１）の底端に回転蓋板（４４）が設けられ、前記回転蓋板（４４）は、掻き取りボックス（４２）の下方に位置し、前記回転蓋板（４４）と掻き取りボックス（４２）との間に回転ブロック（４３）が設けられ、前記掻き取りボックス（４２）の一側に密封板（４９）が設けられ、前記密封板（４９）は、接続ロッド（５６）に接続され、前記収集アセンブリは、接続板（４５）を含み、前記接続板（４５）は、一端が突き合わせブロック（６２）の下端に設けられ、前記接続板（４５）の他端に底板（４８）が設けられ、前記底板（４８）は、斜めに設計され、前記底板（４８）の外に収集ボックス（４１０）が設けられ、前記収集ボックス（４１０）の頂部に反転蓋板（４７）が設けられ、前記収集ボックス（４１０）に頂柱（４６）が設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の純粋なキトサン繊維の製造方法。 - 前記凝固浴は、アルカリ水溶液を使用し、アルカリ濃度は、３ｗｔ％～１０ｗｔ％である、
ことを特徴とする請求項１に記載の純粋なキトサン繊維の製造方法。
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