TWI385286B - 製造不織布的設備 - Google Patents

Description

製造不織布的設備

本發明是有關於一種製造纖維製品的設備，且特別是有關於一種製造不織布的設備。

不織布是人造纖維的一種應用，其製程結合塑膠、化工、造紙及紡織等技術與原理，此種人造纖維的應用由於未經過平織或針織等傳統編織方式製成，故稱之為不織布。不織布具有質輕柔軟、熱能傳導性低、透氣良好、吸濕、保濕以及防塵等特性，所以其用途非常廣泛，舉凡農業、建築、民生、工業、醫藥、汽車業等各行業都可使用不織布來作為擦拭、吸濕以及過濾等功能的材料。

習知的不織布的製作方法例如Lyocell製程，其係指以N-甲基碼林N-氧化物(N-metlylmorpholinoxid，NMMO)作為溶劑溶解纖維素紙漿，並在70℃～140℃下經過熔噴紡嘴擠出成絲，並以水作為凝固浴置換溶劑，以使纖維素再生(regeneration)。相較於一般的有機溶劑會揮發而污染環境，前述Lyocell製程的特點在於N-甲基碼林N-氧化物不會揮發，故纖維製造過程符合環保需求。然而，當提高紡絲速度時，單憑熔噴紡嘴所提供的主噴氣流無法使纖維延伸至足夠的倍率，故產生的纖維直徑較大且成網不均，以致於產量無法提升。

本發明提供一種製造不織布的設備，可增加紡絲液的延伸倍率。

本發明提出一種製造不織布的設備包括一噴頭、一纖維延伸裝置、一承接裝置以及一灑水裝置。噴頭內裝有一紡絲液，其中噴頭上具有多個噴嘴，且每一噴嘴包括一紡絲液噴出口以及圍繞在紡絲液噴出口周圍的一主氣體噴出口。纖維延伸裝置設置於噴頭的下方，纖維延伸裝置包括至少一二次氣體流供應裝置，其中二次氣體流供應裝置具有一圓弧狀氣體導流部，以使自二次氣體流供應裝置噴出的氣體流向與自主氣體噴口噴出的氣體流向相同。承接裝置設置於纖維延伸裝置的下方。灑水裝置設置於纖維延伸裝置或是承接裝置上。

在本發明之一實施例中，纖維延伸裝置之二次氣體流供應裝置為一單側二次氣體流供應裝置。

在本發明之一實施例中，單側二次氣體流供應裝置具有一單一二次氣體流出口或是多重二次氣體流出口。

在本發明之一實施例中，纖維延伸裝置之二次氣體流供應裝置為一雙側二次氣體流供應裝置。

在本發明之一實施例中，雙側二次氣體流供應裝置分別具有一單一二次氣體流出口或是多重二次氣體流出口。

在本發明之一實施例中，位於兩側的二次氣體流出口彼此對稱設置。

在本發明之一實施例中，位於兩側的二次氣體流出口彼此非對稱設置。

在本發明之一實施例中，自主氣體噴出口所噴出的氣體流速為5～30m/s。

在本發明之一實施例中，自二次氣體流供應裝置所噴出的氣體流速為10～50m/s。

在本發明之一實施例中，主氣體噴出口與二次氣體流供應裝置之間的距離為5～70cm。

在本發明之一實施例中，紡絲液包括一溶劑以及溶於溶劑中的一纖維材料，溶劑包括N-甲基碼林N-氧化物(NMMO)，且纖維材料包括纖維素。

在本發明之一實施例中，紡絲液包括一溶劑以及溶於溶劑中的一熱塑性聚合物。

在本發明之一實施例中，承接裝置為一滾筒式承接裝置。

在本發明之一實施例中，灑水裝置所灑出的水是多條水柱、多條噴霧或是至少一連續水牆的形式。

基於上述，本發明之二次氣體流供應裝置所噴出的氣體流向相同於自主氣體噴出口所噴出的氣體流向，故可提高紡絲液的速度，以二次延伸紡絲液，從而增加紡絲液的延伸倍率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1繪示本發明一實施例之製造不織布的設備的示意圖，圖2～圖6繪示圖1之製造不織布的設備的五種變化結構。

請參照圖1，本實施例之製造不織布的設備100包括一噴頭110、一纖維延伸裝置120、一承接裝置130以及一灑水裝置140。噴頭110內裝有一紡絲液112，且噴頭110上具有多個噴嘴114(為簡化說明，圖1僅繪示一個噴嘴114)。噴嘴114包括一紡絲液噴出口114a以及圍繞在紡絲液噴出口114a周圍的一主氣體噴出口114b。自主氣體噴出口114b所噴出的氣體流速例如為5～30m/s。

紡絲液112可包括一溶劑以及溶於溶劑中的一熱塑性聚合物。在本實施例中，溶劑可為N-甲基碼林N-氧化物(NMMO)，熱塑性聚合物可為纖維材料(例如纖維素)。在其他實施例中，熱塑性聚合物可為聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)、尼龍(nylon)、聚胺基甲酸酯(poly urethane)等熱塑性材料，溶劑可為適於溶熱塑性材料的溶劑。

纖維延伸裝置120設置於噴頭110的下方，纖維延伸裝置120包括一二次氣體流供應裝置122，主氣體噴出口114b與二次氣體流供應裝置122之間的距離A例如為5～70cm。二次氣體流供應裝置122具有一圓弧狀氣體導流部C，圓弧狀氣體導流部C可以是位於二次氣體流供應裝置122之鄰近(自紡絲液噴出口114a噴出的)紡絲液112的邊緣。氣體流的附壁作用(又稱康達效應，Coanda Effect)會使自二次氣體流供應裝置122噴出的氣體順著圓弧狀氣體導流部C的表面流動，而使得自二次氣體流供應裝置122噴出的氣體流向V2相同於自主氣體噴口114b噴出的氣體流向V1。自二次氣體流供應裝置122所噴出的氣體流速例如為10～50m/s。

值得注意的是，紡絲液112自紡絲液噴出口114a噴出之後會逐漸減速，而本實施例之二次氣體流供應裝置122所噴出的氣體流向V2係相同於(自主氣體噴出口114b所噴出的)氣體流向V1，故可提高紡絲液112的速度而使紡絲液112保持在高速墜落的狀態，進而可二次延伸紡絲液112。如此一來，可增加紡絲液112的延伸倍率，並提高之後由紡絲液112所形成的纖維的產量，且前述纖維的直徑較小，故由前述纖維所構成的不織布的均勻度與強度皆較高。

承接裝置130設置於纖維延伸裝置120的下方，承接裝置130例如為一滾筒式承接裝置。灑水裝置140設置於纖維延伸裝置120或是承接裝置130上，為簡化說明，圖1僅繪示設置於承接裝置130上的灑水裝置140。灑水裝置140所灑出的水可以是多條水柱、多條噴霧或是至少一連續水牆的形式、或是其他適合的灑水形式。

詳細而言，當灑水裝置140是設置於承接裝置130上時，紡絲液112可先經過纖維延伸裝置120的拉伸之後，才落在承接裝置130上並遭到灑水裝置140的噴灑而固化，以形成多條纖維112a。當灑水裝置140是設置於纖維延伸裝置120上時，紡絲液112可先遭到灑水裝置140的噴灑而固化，以形成多條纖維112a，然後，利用纖維延伸裝置120拉伸纖維112a。

此外，在本實施例中，纖維延伸裝置120之二次氣體流供應裝置122為一單側二次氣體流供應裝置。單側二次氣體流供應裝置具有一單一二次氣體流出口122a或是多重二次氣體流出口122b(如圖2所示)。詳細而言，單側二次氣體流供應裝置具有連通氣體供應源(未繪示)的氣體通道T，氣體可從氣體通道T流向二次氣體流出口122a、122b。多重二次氣體流出口122b可沿著(自主氣體噴出口114b噴出的)氣體流向V1排列，以多次提高紡絲液112在氣體流向V1上的速度。在其他實施例中，纖維延伸裝置120之二次氣體流供應裝置122亦可為一雙側二次氣體流供應裝置D1、D2、D3、D4(如圖3～圖6所示)。

請參照圖3，雙側二次氣體流供應裝置D1分別具有一單一二次氣體流出口122c，且位於兩側的二次氣體流出口122c彼此對稱設置。於圖3的實施例中，二次氣體流出口122c彼此對稱設置是指位於兩側的二次氣體流出口122c之相對於承接裝置130的高度相同。

請參照圖4，雙側二次氣體流供應裝置D2分別具有多重二次氣體流出口122d，其中多重二次氣體流出口122d可沿著(自主氣體噴出口114b噴出的)氣體流向V1排列，以多次提高紡絲液112在氣體流向V1上的速度，且位於兩側的二次氣體流出口122d彼此對稱設置。

請參照圖5，雙側二次氣體流供應裝置D3分別具有一單一二次氣體流出口122e，且位於兩側的二次氣體流出口122e彼此非對稱設置。具體而言，位於兩側的二次氣體流出口122e是沿著氣體流向V1排列且相對於承接裝置130的高度不相等。於圖5的實施例中，是在(自紡絲液噴出口114a噴出的)紡絲液112的左右兩側各配置一二次氣體流出口122e，且左側的二次氣體流出口122e之相對於承接裝置130的高度小於右側的二次氣體流出口122e之相對於承接裝置130的高度。

請參照圖6，雙側二次氣體流供應裝置D4分別具有多重二次氣體流出口122f，且位於兩側的二次氣體流出口122f彼此非對稱設置。具體而言，位於兩側的二次氣體流出口122f沿著氣體流向V1排列且彼此之間存在一高度差H1，位於同側的二次氣體流出口122f沿著氣體流向V1排列且彼此之間存在一高度差H2。於圖6的實施例中，是在(自紡絲液噴出口114a噴出的)紡絲液112的左右兩側各配置二個二次氣體流出口122f，且此四個二次氣體流出口122f之相對於承接裝置130的高度皆不相同。

表1為以本實施例之製造不織布的設備100進行二組實驗的各項實驗條件，表2為表1之二組實驗的實驗結果。

由表1可知實驗1係關閉二次氣體流供應裝置122以模擬習知的製造不織布的設備，而實驗2則有使用二次氣體流供應裝置122。因此，在表2中，實驗1的實驗結果為習知的不織布的平均纖維直徑以及不織布強度，實驗2的實驗結果為額外利用本實施例之二次氣體流供應裝置122進行二次延伸所製得的不織布的平均纖維直徑以及不織布強度。

由表2可知實驗2所製得的不織布的平均纖維直徑小於實驗1的不織布的平均纖維直徑，且實驗2所製得的不織布的強度大於實驗1的不織布的強度。換言之，本實施例之二次氣體流供應裝置122有助於增加紡絲液的延伸倍率並減少不織布的平均纖維直徑，進而有助於提升不織布的均勻度與強度。

綜上所述，由於本發明之二次氣體流供應裝置所噴出的氣體流向相同於自主氣體噴出口所噴出的氣體流向，故可提高紡絲液的速度，以二次延伸紡絲液。如此一來，可增加紡絲液的延伸倍率，並提高纖維的產量，且前述纖維的直徑較小，故由前述纖維所構成的不織布的均勻度與強度皆較高。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．製造不織布的設備

110．．．噴頭

112．．．紡絲液

112a．．．纖維

114．．．噴嘴

114a．．．紡絲液噴出口

114b‧‧‧主氣體噴出口

120‧‧‧纖維延伸裝置

122‧‧‧二次氣體流供應裝置

122a、122b、122c、122d、122e、122f‧‧‧二次氣體流出口

130‧‧‧承接裝置

140‧‧‧灑水裝置

C‧‧‧圓弧狀氣體導流部

D1、D2、D3、D4‧‧‧雙側二次氣體流供應裝置

H1、H2‧‧‧高度差

T‧‧‧氣體通道

V1、V2‧‧‧氣體流向

圖1繪示本發明一實施例之製造不織布的設備的示意圖，圖2～圖6繪示圖1之製造不織布的設備的五種變化結構。

100．．．製造不織布的設備

110．．．噴頭

112．．．紡絲液

112a．．．纖維

114．．．噴嘴

114a．．．紡絲液噴出口

114b．．．主氣體噴出口

120．．．纖維延伸裝置

122．．．二次氣體流供應裝置

122a．．．二次氣體流出口

130．．．承接裝置

140．．．灑水裝置

A．．．距離

C．．．圓弧狀氣體導流部

T．．．氣體通道

V1、V2．．．氣體流向

Claims (12)

1. 一種製造不織布的設備，包括：一噴頭，該噴頭內裝有一紡絲液，其中該噴頭上具有多個噴嘴，且每一噴嘴包括一紡絲液噴出口以及圍繞在該紡絲液噴出口周圍的一主氣體噴出口；一纖維延伸裝置，設置於該噴頭的下方，該纖維延伸裝置包括至少一二次氣體流供應裝置，其中該二次氣體流供應裝置具有一圓弧狀氣體導流部，以使自該二次氣體流供應裝置噴出的氣體流向與自該主氣體噴出口噴出的氣體流向相同；一承接裝置，設置於該纖維延伸裝置的下方；以及一灑水裝置，設置於該纖維延伸裝置或是該承接裝置上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中該纖維延伸裝置之該二次氣體流供應裝置為一單側二次氣體流供應裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之製造不織布的設備，其中該單側二次氣體流供應裝置具有一單一二次氣體流出口或是多重二次氣體流出口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中該纖維延伸裝置之該二次氣體流供應裝置為一雙側二次氣體流供應裝置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之製造不織布的設備，其中該雙側二次氣體流供應裝置分別具有一單一二次氣體 流出口或是多重二次氣體流出口。
6. 如申請專利範圍第5項所述之製造不織布的設備，其中位於兩側的該些二次氣體流出口彼此對稱設置。
7. 如申請專利範圍第5項所述之製造不織布的設備，其中位於兩側的該些二次氣體流出口彼此非對稱設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中自該主氣體噴出口所噴出的氣體流速為5~30 m/s。
9. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中自該二次氣體流供應裝置所噴出的氣體流速為10~50 m/s。
10. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中該主氣體噴出口與該二次氣體流供應裝置之間的距離為5~70 cm。
11. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中該承接裝置為一滾筒式承接裝置。
12. 如申請專利範圍第1項所述之製造不織布的設備，其中該灑水裝置所灑出的水是多條水柱、多條噴霧或是至少一連續水牆的形式。